Збільшення відстані між внутрішньою і зовнішньою мембранами бактеріальної клітини робить бактерії погіршують передачу сигналу про небезпеку, роблячи їх більш вразливими для впливу антибіотиків, пишуть вчені з Бельгії, Великобританії і США в роботі, опублікованій в журналі.
Ще в 1960-х роках вчені описали багатошарову архітектуру грамотрицьових бактерій, у яких, крім внутрішньої мембрани, є зовнішня мембрана. Між ними знаходиться периплазматичний простір, в якому міститься пептидоглікан - речовина, молекули якої утворюють каркас бактеріальної клітини, підтримують її форму і захищає від руйнування. Багато антибіотиків перешкоджають синтезу пептидоглікану або порушують зв'язки між його ланцюгами, через що руйнуються стінки клітини, і бактерії гинуть. Однак бактерії виробляють імунітет до цих препаратів, і, хоча будова цих клітин вивчена досить докладно, залишається неясним як саме «працює» архітектура мембрани.
Абір Асмар (Abir Asmar) з Лувенського католицького університету в Брюсселі і його колеги з США і Великобританії вирішили відповісти на це питання, і провели дослідження ліпопротеїну Брауну (lpp). Це найпоширеніший білок кишкової палички (), він ковалентно пов'язаний із зовнішньою мембраною і з пептидогликанням і є важливим компонентом, що забезпечує стабільність оболонки.
В ентеробактеріях, до сімейству яких належить кишкова паличка, цілісність зовнішньої мембрани і пептидогликана контролює система регулювання синтезу капсул (Rcs). Ця система являє собою складну систему передачі сигналів між щонайменше шістьма компонентами. Один з них, ліпопротеїн RcsF, розташований у зовнішній оболонці клітини, і саме він розпізнає дію антибактеріальних хімічних препаратів, і передає сигнал про тривогу далі по Rcs.
Вчені припустили, що змінюючи довжину ліпопротеїну Брауна, вони зможуть вплинути на відстань між мембранами, і, таким чином, на роботу Rcs. Для дослідження вони використовували бактерії кишкової палички, у яких змінювали довжину lpp і довжину RcsF, змінюючи геном бактерій. Потім піддослідні клітини піддавали дії двох речовин, використовуючи мецилінам (бета-лактамний антибіотик) і з'єднання A22, яке інгібує актиноподібний білок MreB. Показником, який характеризує ефективність роботи Rcs з передачі сигналу, був рівень активації гена PrprA-lacZ, які розраховували щодо базального рівня в штамі бактерії дикого типу (без мутацій).
Два штами кишкової палички з подовженим ліпопротеїном Брауна (lpp + 14 і lpp + 21) продемонстрували значне погіршення рівня активації гена після впливу А22 і мецилінама (P < 0.0001 порівняно з диким типом). Клітини з видовженою RcsF значно краще відповідали на обидва препарати, ніж клітини, які несли порожню плазміду (pAM238) або pRcsF (P < 0.0001).
Таким чином, навіть невелике збільшення розміру периплазми - простору між зовнішньою і внутрішньою мембранами - порушило лінію зв'язку між мембранами, ефективно відключаючи зовнішню частину оболонки від цитоплазми, де контролюється клітинна поведінка. Автори вважають, що подальше дослідження чутливості системи захисту від відстані між мембранами може допомогти зробити існуючі антибіотики більш ефективними.