رشته‌های چند‌منظوره باکتری‌ها می‌توانند هدف‌های جدیدی برای درمان باشند.

کشف قطعات تشکیل‌دهنده ساختمانی ضروری‌که باکتری برای ساخت رشته‌های مو مانند و بلند (long hair-like filaments) به‌کار‌می‌برد، می‌تواند به‌ساخت داروهای جدید برای مبارزه با عفونت منجرشود.  

باکتری از زوائد مویی ‌بلند که در‌اصطلاح آن‌را مویَک‌(Pili) می‌نامیم، برای کمک به دسته‌ای از عملکردهایش مانند حرکت و مبادله‌DNA با سلول‌های دیگر استفاده می‌کند.
یکی‌از مهمترین کاربردهای این رشته (فیلامان)‌ها، کمک به‌ باکتری به‌منظور چسبیدن به ‌سطوح است که در باکتری‌های بیماری‌زا این عمل به باکتری جهت ایجاد کلونی در بدن میزبان که اولین قدم در ایجاد عفونت است، بسیار کمک‌می‌کند.

پژوهش‌های پیشین مشخص‌کرده‌است که میکروب‌ها برای ساخت فراگیرترین رشته‌های چندمنظوره‌{که مویَک یا پیلی‌‌ تیپ‌‌۴ (TFP) نامیده می‌شود}. تا ۱۵پروتئین را به‌کار‌می‌برند.

درحال‌حاضر گروهی‌از پژوهشگران در امپریال‌کالج لندن مشخص‌کرده‌اند که فقط ۸عدد از‌این پروتئین‌ها برای کنارهم قرارگیری و ساخت رشته‌ها ضروری می‌باشند و بدون آنها باکتری قادر به‌تشکیل رشته‌های فوق نیست.

بخش‌همه‌کاره برای باکتری‌ها (Swiss Army Knife for bacteria):

برطبق‌نظر دکتر ولادیمیر پلیسیک (Dr. Pelicic) از مرکز MRC (مرکز باکتری‌شناسی مولکولی و عفونت در امپریال کالج که این پژوهش را رهبری کرده‌است)؛ TFPها یک بخش همه‌کاره برای باکتری‌ها هستند.

این رشته‌ها نقش‌های مختلفی را شامل کمک به ‌سلول‌ها برای حرکت، چسبیدن به ‌سطوح و درک تغییرات محیطی به‌عهده دارند. به‌صورت حیاتی، باکتری‌ها این رشته‌ها را جهت برداشت‌DNA جدید از محیط اطرافشان که شامل ژن‌هایی می‌باشد که می‌تواند آنها را نسبت‌به‌ میزبان بیماری‌زاتر کند یا به آنتی‌بیوتیک‌ها مقاوم سازد، به‌کاربرده می‌شود.

در‌این‌پژوهش، محققانی از دانشگاه لندن و دانشگاه ویسکانسین مدیسون (Wisconsin Madison) شرکت‌داشتند و این پژوهش در مجله «Proceeding of the National Academy of Sciences» منتشر شده‌است. آنها برای پی‌بردن به پروتئین‌های حیاتی که برای ساخت رشته‌ها به‌کاربرده می‌شوند از باکتری‌E.coli استفاده‌کردند.

با ردگیری ترکیبات مختلف ژن‌ها که پروتئین‌ها را تولید‌می‌کنند در ترتیب قرارگیری مختلف، پژوهشگران پی‌بردند که ۸ واحد بنیادی برای ساخت رشته‌ها حیاتی هستند.

قطعه ساختمانی ‌مرکزی، یک پروتئین زیر واحد است که پیلین نامیده‌می‌شود و صدها بار تکرارمی‌شود، اما برای اتصال این زیرواحدها به‌یکدیگر، به‌منظور تشکیل زنجیره بلند تاب‌خورده، این رشته به ۷پروتئین کلیدی دیگر نیاز دارد.

دکتر پلیسیک توضیح‌می‌دهد: «این رویکرد مانند ساختمان‌سازی با لگو است. ما آجرهایی داریم و تلاش‌می‌کنیم تا آنها را کنار یکدیگر قراردهیم تا ببینیم دست‌کم چه تعداد آجر لازم است تا این رشته‌ها ساخته شود».

پژوهشگران مطرح‌می‌کنند که این رشته‌ها در تمام پروکاریوت‌ها وجود دارند (پروکاریوت‌ها سلول‌هایی هستند که DNA آنها داخل هسته نیست، مانند باکتری باستانیان [آرکیا]). این یافته‌ها می‌تواند به‌طور اساسی به‌ساخت طبقه جدیدی از آنتی‌بیوتیک‌ها منجر‌شود که دامنه وسیعی از میکروب‌ها را هدف قرار‌می‌دهند.

اگر دانشمندان بتوانند داروها را برای هدف‌قراردادن این پروتئین‌ها توسعه دهند، خواهند توانست تا نحوه ساخت این رشته‌ها توسط باکتری را مختل‌کنند. اضافه‌شدن چنین قابلیتی به آنتی‌بیوتیک‌ها می‌تواند به‌کاهش عفونت از‌طریق کاهش توانایی میکروب‌ها برای تولیدمثل در بدن میزبان و یا ایجاد مانع در گسترش ژن‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی کمک‌کند.

دکتر پلیسیک می‌گوید: «آنچه که درحقیقت کلیدی می‌باشد، این است که ما با چیزی برخورد کرده‌ایم که اگر‌چه برای ادامه حیات باکتری ضروری نیست ولی خیلی گسترده بوده و کلید واقعی درمان می‌باشد».

«اگر شما توانستید داروها را طوری طراحی‌کنید که این پروتئین‌ها را هدف قرار‌دهند، شما احتمالاً آنتی‌بیوتیکی خواهیدداشت که برطیف گسترده‌ای از باکتری‌ها اثر‌می‌کند».

درحال‌حاضر پروتئین‌های مرکزی شناسایی‌شده‌اند و پژوهشگران می‌گویند در قدم بعدی کاوش عمیق‌تری در مکانیسم‌هایی انجام خواهدگرفت که باکتری به‌کارمی‌برد تا قطعات ساختمانی را کنار یکدیگر قراردهد و رشته‌ها را بسازد.

آنها توضیح‌می‌دهند که فهم بهتر‌از شیوه این رویدادها، آنها را قادر خواهدساخت تا مولکول‌هایی که قادر به مهار پروسه هستند را جدا‌کرده و براساس آن داروهای جدید را آزمایش‌نمایند.

Ref

imperial college , June 2017