När de utsätts för stress låter bakterier sin ämnesomsättning ta en paus under vilken de undertrycker till exempel inkorporeringen av proteiner i membran. Forskare från Marburg, Freiburg och München har upptäckt detta genom att biokemiskt undersöka stressresponsen hos mikroorganismer. Forskargruppen ledd av Marburgs biokemist Gert Bange har rapporterat sina resultat i Nature Communications .

Bakterier svarar på stress som näringsbrist eller värme med en anpassning av sin ämnesomsättning, känd som den stringenta responsen. "Second messengers eller larmhormoner spelar en central roll i denna process", förklarar Bange. Larmhormoner verkar till exempel på processer som involverar signaligenkänningspartikeln SRP. "SRP är avgörande för bildandet av membranproteiner och proteinutsöndring", förklarar Banges samarbetspartner Dr Laura Czech, en huvudförfattare till tidningen. Partikeln ser till att proteiner når sin rätta destination i cellens membran.

"Än så länge var det inte känt för vilka regleringsmekanismer signaligenkänningspartikeln utsätts för", säger medförfattaren Christopher-Nils Mais, doktorand i Banges labb. Forskargruppen genomförde molekylärbiologiska, biokemiska såväl som strukturbiologiska experiment för att fastställa hur larmhormonerna interagerar med signaligenkänningspartikeln.

I synnerhet tog forskarna fram elektronmikrofotografier vid mycket låga temperaturer som visar hur SRP binder till proteinproduktionsmaskineriet.

Tydligen hindrar larmhormonerna signaligenkänningspartikeln från att bilda ett komplex med andra molekyler, vilket hindrar den från att utföra sin uppgift att införliva proteiner i membranet.

"Under tuffa miljöförhållanden kan bakterieceller använda att stänga av viktiga metabola processer som en pausmekanism", förklarar Gert Bange. Detta avbrott gör att mikroorganismerna kan bromsa deras cellulära processer och metabolism så att de kan återhämta sig så snart förhållandena blir gynnsammare, antar författarna. "Att hämma den metaboliska vägen som leder via signaligenkänningspartikeln kan vara en ytterligare nivå av cellulär kontroll och pausa för att överleva under stressiga tider", avslutar Gert Bange.