Bakterier är fulländade survivalister. De får hjälp med detta av sin förmåga att assimilera DNA från sin omgivning, vilket gör att de ständigt får nya egenskaper. Forskare vid Max Planck Institute of Biophysics och Goethe-universitetet i Frankfurt har nu fått nya insikter om exakt hur bakterier importerar DNA.

Upptaget av främmande genetiskt material från miljön är ett vanligt knep som bakterier använder för att säkerställa sin överlevnad. Till exempel, bakterier kan bli resistenta mot ämnen som annars skulle döda dem. På det här sättet, motstånd förs vidare från cell till cell. Det har länge varit ett mysterium hur en bakteriecell kan importera en så komplex molekyl som DNA. Forskargruppen i Frankfurt har nu fått ett genombrott när det gäller att svara på den frågan.

"Vi har fått de första insikterna i en del av en multi-protein DNA-bindande maskin. Maskinen drar DNA genom de yttre cellskikten, separerar den i två enkelsträngar och assimilerar en av dem, "Beate Averhoff förklarar. Arbeta med ett kryo-elektronmikroskop med en upplösning på sju ångström, hon har klarlagt den tredimensionella strukturen av denna maskin, känt som ett sekretinkomplex, i samarbete med forskargrupper som leds av Werner Kühlbrandt och Gerhard Hummer.

De upptäckte att komplexet sticker ut från cellväggen som en pistol och bär en nyupptäckt "krona". Genetiska studier har visat att kronan inte bildas av själva sekretinproteinet. Dock, mutationer i den vapenliknande strukturen gör att kronan sönderdelas, så att bakteriecellen inte längre kan ta upp DNA. "I kronan kan vi ha upptäckt en avgörande switch för igenkänning och bindning av DNA, säger Edoardo D'Imprima vid institutionen för strukturbiologi vid Max Planck-institutet i Frankfurt.

Forskarna vill nu identifiera proteinet som utgör kronan. "Vårt arbete hjälper till att förbättra vår grundläggande förståelse för DNA -överföring. Men, självklart, vi vill också identifiera målstrukturer som kan hämma DNA-överföring och, till exempel, stoppa spridningen av antibiotikaresistens, " säger D'Imprima.