Учёные раскрыли механизм регуляции деления бактериальных клеток

Исследователи из Автономного университета Барселоны (UAB) под руководством Давида Ревертера определили молекулярный механизм, регулирующий деление бактериальных клеток. Открытие, опубликованное в Nature Communications, показывает, как белок MraZ связывается с кластером генов dcw, чтобы контролировать этот процесс.

Гены, необходимые для деления, у большинства бактерий сгруппированы в так называемый dcw-оперон. Белок-транскрипционный фактор MraZ, который также является первым геном в этом опероне, активирует его, запуская производство белков для деления клетки и построения клеточной стенки.

Используя методы рентгеновской кристаллографии и криоэлектронной микроскопии, учёные выяснили, как MraZ связывается с промотором (стартовым участком) оперона у бактерии Mycoplasma genitalium. Промотор содержит четыре повторяющихся участка («бокса») по шесть нуклеотидов.

Это удивительное наблюдение. Белок MraZ представляет собой октамер, образованный восемью идентичными субъединицами, соединёнными в форме пончика, но с такой кривизной, которая никогда не позволила бы соединиться с четырьмя «боксами» промотора. Однако, чтобы регулировать деление клетки, мы видим, как пончик разрывается и деформируется таким образом, что четыре субъединицы могут присоединиться к четырём боксам промотора.

Визуализация этого взаимодействия с почти атомарным разрешением стала значительным прорывом. По словам Ревертера, эта регуляторная система, вероятно, универсальна для большинства бактерий, поскольку все белки MraZ очень похожи и имеют одинаковую октамерную структуру.

Исследование проводилось в сотрудничестве с синхротроном ALBA и службой криоэлектронной микроскопии Института генетики и молекулярной и клеточной биологии в Страсбурге (Франция).