Новости

15 марта, 2023 17:44

В Казанском университете создали «ловушки» ДНК для замедления роста микробов

Источник: ТАСС.Наука
Химики и биологи из России создали «ловушки» для молекул бактериальной ДНК, препятствующие формированию биопленок и тем самым замедляющие рост микробов на 15-20%. Эти «ловушки» можно использовать для усиления действия антибиотиков, сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ). Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Pharmaceutics.
Источник: jcomp/Freepik

«Наше исследование, насколько нам известно, является одним из первых подобных в мире. Мы смогли создать полностью искусственную систему, имитирующую процессы в живых системах, и при этом убрали недостатки природных молекул, связывающих ДНК, такие как быстрое разложение под действием ферментов», - пояснил доцент Казанского федерального университета (КФУ) Дмитрий Шурпик.

Созданные казанскими учеными молекулы замедляют формирование бактериальных биопленок, одного из главных защитных инструментов патогенных микробов от действия неблагоприятных факторов окружающей среды, антибиотиков и атак клеток иммунной системы. Как правило, эти пленки состоят из полисахаридов, белков и молекул ДНК, которые формируют пористую трехмерную структуру, внутри которой обитают микробы.

В последние годы ученые пытаются бороться с формированием биопленок при помощи различных ферментов, уничтожающих некоторые компоненты этих структур, в том числе присутствующую в ней бактериальную ДНК. Изначально препараты на их базе работали эффективно, однако микробы быстро приспособились к ним и начали вырабатывать вещества, нейтрализующие эти ферменты.

Новый инструмент для борьбы с микробами

Российские химики и биологи выяснили, что эти пептиды можно заменить при помощи «молекул-контейнеров» на базе макроциклических органических соединений из класса пиллараренов. Они представляют собой кольцеобразные структуры, состоящие из пяти или более звеньев, каждое из которых является молекулой ароматического углеводорода.

Шурпик и его коллеги обнаружили, что один из созданных ими пиллараренов, содержащий в себе большое число атомов азота, можно использовать в качестве своеобразной «ловушки» для ДНК, куда ее нити могут проникнуть, но откуда они не могут выйти. Это происходит в результате формирования связей между связей между нуклеотидами и отдельными звеньями в молекулах пиллараренов.



Принцип действия биомиметической ловушки для бактериальной ДНК. Источник: Aleksandrova et al. / Pharmaceutics, 2023

Ученые проверили работу данных «ловушек» для ДНК на биопленках, которые вырабатывают колонии золотистого стафилококка, опасного патогена. Как показали последующие наблюдения, пилларарены активно захватывали нити бактериальной ДНК, что замедлило формирование биопленки на 15-20%. При этом пилларарены оказались безопасными для культур здоровых человеческих клеток.

Как предполагают Шурпик и его коллеги, созданные ими «ловушки» для ДНК можно использовать для усиления действия антибиотиков, при помощи которых медики сейчас уничтожают микроорганизмы, способные формировать биопленки. Это позволит повысить эффективность данных препаратов и сократить время лечения больных.

Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ

29 февраля, 2024
Как смочить полимер: перспективы пучково-плазменных технологий
Исследователи из МФТИ, ОИВТ РАН и ИБХФ им. Н. М. Эмануэля РАН при учас...
27 февраля, 2024
В Астрахани разработали плёнки-нагреватели для запотевших стекол
Ученые Астраханского государственного университета имени В. Н. Татищева смоделировали плёнки-на...