Forskare har upptäckt hur ett virus använder en tvådelad attack mot ett enda protein för att döda bakterier.

Den internationella gruppen, ledd av forskare från MRC Center for Molecular Bacteriology &Infection vid Imperial College London, tror att deras arbete i slutändan kan leda till nya sätt att bekämpa bakteriella infektioner.

Teamet gjorde upptäckten när de studerade en typ av virus som kallas en T7-bakteriofag, som infekterar E. coli, bakterien som kan orsaka matförgiftning.

Viruset, som är hundratals gånger mindre än en bakterie, riktar sig selektivt mot E.coli, kapa bakteriens biologiska funktioner för att få fram fler kopior av sig själv.

Tidigare, en grupp ledd av professor Ramesh Wigneshweraraj från institutionen för medicin och professor Steve Matthews från institutionen för livsvetenskaper, upptäckte att det här viruset angriper sin bakterievärd genom att störa E.colis förmåga att slå på sina gener.

De visade att viruset producerar ett protein som heter Gp2 som riktar sig mot ett avgörande enzym i bakterien som kallas RNA-polymeras (RNAP).

Detta enzym används av bakterier för att transkribera sin genetiska kod till RNA-strängar, behövs för att göra proteiner.

RNAP är redan ett mål för vissa antibiotika som rifamyciner, används för att behandla tuberkulos och spetälska, som dödar bakterier genom att binda till enzymet och störa dess förmåga att göra RNA.

I den senaste studien, publiceras i tidskriften Nukleinsyraforskning , den internationella gruppen, som involverade forskare från USA, Ryssland och Israel, har visat att viruset också använder ett andra protein för att rikta RNAP – vilket bildar en tvådelad attack mot samma mål i E.coli.

Fördubbling

"Dessa virus är ganska effektiva mördare. De har inga resurser att avvara, så vanligtvis kommer de att utveckla ett protein för att döda en process, " förklarade professor Wigneshweraraj. "Det nya med vår nya forskning är att vi har upptäckt att ett virus har utvecklats på två helt olika sätt att attackera samma bakteriella mål."

Gruppen tror att det första proteinet (Gp2) endast kan hämma fria former av enzymet – som inte aktivt transkriberar DNA – i bakteriecellen under de tidiga stadierna av infektion.

Dock, senare i attacken, mer RNAP blir tillgängligt. Viruset producerar det andra proteinet (Gp5.7) för att rikta in sig på de återstående enzymerna och avsluta jobbet, vilket resulterar i en finjusterad process för att döda bakterien.

Professor Wigneshweraraj säger att även om studien är grundforskning och är långt ifrån att användas på kliniken, läkemedelsindustrin skulle kunna använda forskningen för att återbesöka befintliga mål i bakteriecellen för intervention.

"Vår uppfattning är att genom att studera dessa proteiner kan vi få verkligt ny inspiration för att hitta nya sätt att bekämpa bakterieinfektioner. Om vi ​​kan efterlikna de processer som virus använder, vi kanske kan skapa nya behandlingsformer – mot bevisade antibiotikamål i bakterier, " sa professor Wigneshweraraj.

Forskarna säger att nästa steg är att fokusera mer på hur Gp5.7 binder till RNAP och att räkna ut den exakta mekanismen genom vilken virusen tar ner bakterierna.