Учёные раскрыли механизм выживания бактерий после антибиотиков

Для образования аггресом требуется мРНК. Схематическое описание процесса выделения аггресом для РНК-секвенирования. Aggr-RNA — РНК аггресом; Cyto-RNA — цитозольная РНК. Автор: Nature Microbiology (2025). DOI: 10.1038/s41564-025-02086-5

Исследователи из Уханьского университета, Йоркского университета (Великобритания) и Пекинского университета обнаружили, как персистирующие бактерии Escherichia coli (кишечная палочка) выживают после воздействия антибиотиков, защищая свои генетические инструкции.

Работа, опубликованная в Nature Microbiology, даёт новую надежду на борьбу с хроническими рецидивирующими инфекциями.

Персистирующие бактерии, которые переходят в спящее состояние, чтобы пережить действие антибиотиков, нацеленных на активные клетки, связаны с более чем 20% хронических инфекций и устойчивы к современным методам лечения.

Понимание механизмов их выживания может привести к новым способам борьбы с повторяющимися инфекциями. В данном исследовании использовалась бактерия E. coli в качестве модели, и было обнаружено, что продолжительный стресс приводит к увеличению образования аггресом (безмембранных капель) и обогащению мРНК (молекул, несущих инструкции для синтеза белков) внутри них, что усиливает способность E. coli выживать и восстанавливаться после стресса.

Учёные использовали несколько подходов, включая визуализацию, моделирование и транскриптомику, чтобы показать, что продолжительный стресс, приводящий к истощению АТФ (топлива для всех живых клеток) в Escherichia coli, приводит к увеличению образования аггресом, их уплотнению и обогащению мРНК внутри аггресом по сравнению с цитозолем (жидкостью внутри клеток).

Длина транскриптов в аггресомах была больше, чем в цитозоле. Масс-спектрометрия показала исключение мРНК-рибонуклеазы (фермента, расщепляющего РНК) из аггресом, что было обусловлено отталкиванием отрицательных зарядов.

Эксперименты с флуоресцентными репортёрами и нарушением образования аггресом показали, что хранение мРНК внутри аггресом способствует трансляции и связано с сокращением лаг-фаз во время роста после удаления стресса. Эти результаты позволяют предположить, что хранение мРНК внутри аггресом даёт преимущество для выживания бактерий и восстановления после стресса.

Это открытие проливает свет на то, как персистирующие клетки выживают и восстанавливаются после лечения антибиотиками. Нацеливаясь на аггресомы, новые препараты могут нарушить этот защитный механизм, предотвращая хранение бактериями мРНК и делая их более уязвимыми для уничтожения, тем самым снижая риск рецидива инфекции.

Больше информации: Линсэнь Пэй и др., Aggresomes protect mRNA under stress in Escherichia coli, Nature Microbiology (2025). DOI: 10.1038/s41564-025-02086-5

Источник: Peking University