Cornellforskare har avslöjat strukturen för en regleringsmekanism som är unik för bakterier, öppna dörren för att designa nya antibiotika riktade mot patogener.

När hotet om antibiotikaresistenta bakterier växer, denna upptäckt ger hopp om att hitta ett alternativt sätt att rikta sjukdomsframkallande bakterier.

I studien, forskare använde röntgenkristallografi för att avslöja strukturen av så kallade "T-box" -element i patogenen Mycobacterium tuberculosis, modellbakterien i studien.

T-lådor är strukturer som känner igen när en cell saknar en specifik aminosyra, byggstenarna i cellerna. T-lådor tillåter bakterier att reagera på denna brist genom att initiera en process som genererar mer av den aminosyran. På det här sättet, T-lådor underlättar grundläggande funktion hos bakterier, inklusive många patogener som M. tuberculosis och Bacillus anthracis, som orsakar den dödliga mjältbrandssjukdomen.

"T-lådorna finns bara i bakterier och de kontrollerar viktiga gener, "sa studieförfattaren Robert Battaglia." Detta gör dem till ett attraktivt mål eftersom de också är avgörande för att många av dessa bakterier ska reagera på svältförhållanden. "

Battaglia är en doktorand i labbet av seniorförfattaren Ailong Ke, professor i molekylärbiologi och genetik vid Cornell University.

T-lådor binder till en väsentlig makromolekyl som kallas tRNA, som finns i oladdade och laddade former. Olika typer av tRNA är var och en anpassad till en specifik typ av aminosyra. När mängden aminosyra är låg i bakteriecellen, motsvarande tRNA kommer att vara oladdad och kommer att binda till en T-box, som i sin tur känner igen vilken typ av aminosyra som tRNA kräver och underlättar en process för att generera mer av den aminosyran. När mängden aminosyra stiger, tRNA kommer att koppla ihop det, därigenom laddar det tRNA. Aminosyrorna används sedan i alla typer av grundläggande bakteriecellfunktioner.

I studien, forskarna beskrev strukturen för hela T-boxen och tRNA-komplexet.

"Genom att lösa vår struktur, vi kan se hur olika delar av T-boxen är placerade så att T-boxen kan ha denna specifika interaktion med ett tRNA, "Sa Battaglia." Om vi ​​kan utveckla någon form av läkemedel för att rikta in dessa T-boxelement för att röra med deras förmåga att binda med tRNA, de kan vara ett riktigt bra val för ett antibiotikum eftersom vi inte har [T-lådor] själva, så vi behöver inte oroa oss för biverkningar eller toxicitet. "

Studien publicerades i Naturens strukturella och molekylära biologi .