Genfer Forscher entschlüsseln Einschleusemechanismen von Bakterien
Ein Genfer Team hat herausgefunden, wie schädliche Enzyme in Zellen gelangen. Das gewonnene Wissen könnte zur Entwicklung neuer Medikamente beitragen.
Ein Genfer Forschungsteam hat entschlüsselt, wie bestimmte krankheitserregende Bakterien schädliche Enzyme in Wirtszellen einschleusen. Dieses System wollen sie sich zunutze machen, um Medikamente gezielt in Krebszellen zu transportieren.
Darüber hinaus könnte das gewonnene Wissen zur Entwicklung neuer Medikamente beitragen, die den Mechanismus blockieren und bakterielle Infektionen bekämpfen. Gleichzeitig eröffnet es Möglichkeiten für umweltfreundliche Biopestizide, die gezielt Schädlinge bekämpfen, ohne andere Organismen zu beeinträchtigen, wie die Universität Genf am Dienstag mitteilte.
Bestimmte krankheitserregende Bakterien nutzen sogenannte Tc-Toxine, um ihre toxischen Enzyme in Wirtszellen einzuschleusen. Diese Toxine agieren als sogenannte molekulare Spritze: Sie heften sich an eine Zellmembran, öffnen eine Proteinhülle und injizieren dann gezielt die schädlichen Substanzen.
Hochauflösende Methoden liefern neue Erkenntnisse
Die Forscherinnen und Forscher aus Genf und Deutschland konnten in ihrer Studie nun erstmals zeigen, dass dieser Mechanismus über mehrere Zwischenzustände abläuft. Durch Veränderungen des pH-Werts oder Bindung an Rezeptoren öffnet sich die schützende Proteinhülle.
Fast unmittelbar danach wird ein Protein-Kanal in die Zielzelle eingeführt, durch den das toxische Enzym in die Zelle gelangt. Insgesamt dauert dieser Prozess laut der Studie bis zu 30 Stunden. Um die genauen Abläufe des Injektionsmechanismus zu entschlüsseln, setzten die Forschenden eine Kombination aus Kryo-Elektronenmikroskopie, Einzelmolekül-Fluoreszenzspektroskopie und Elektronenspinresonanzspektroskopie ein.
Diese hochauflösenden Methoden ermöglichten es, die Strukturveränderungen der Tc-Toxine in Echtzeit zu beobachten und ihre unterschiedlichen Zwischenzustände detailliert zu analysieren.
