Một khám phá đột phá của nhóm nghiên cứu chung từ Viện Vật lý Sinh học thuộc Học viện Khoa học Trung Quốc và Viện Công nghệ Bắc Kinh, được công bố vào ngày 8 tháng 5, đã tiết lộ một cơ chế then chốt trong hệ thống phòng thủ kháng virus của vi khuẩn. Nhóm nghiên cứu đã làm sáng tỏ cách vi khuẩn sử dụng các dinucleotide vòng (CDNs) để chống lại nhiễm trùng do virus, có khả năng cách mạng hóa nghiên cứu kháng khuẩn.
Nghiên cứu tập trung vào hệ thống tín hiệu chống thực khuẩn dựa trên oligonucleotide vòng (CBASS), một cơ chế phòng thủ kháng virus bẩm sinh quan trọng ở vi khuẩn. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng CDNs, được tổng hợp trong quá trình kích hoạt CBASS, kích hoạt sự lắp ráp của các hiệu ứng phospholipase. Các hiệu ứng này phá vỡ màng, thực hiện phản ứng miễn dịch xuôi dòng.
Bằng cách kiểm tra CapE, một hiệu ứng phospholipase đại diện, nhóm nghiên cứu đã xác định cấu trúc của nó ở các trạng thái khác nhau bằng cách sử dụng các kỹ thuật tiên tiến như kính hiển vi điện tử cryo và tinh thể học tia X. Các phát hiện cho thấy rằng liên kết CDN gây ra sự thay đổi cấu trúc đáng kể trong CapE, làm lộ vị trí xúc tác của nó và thúc đẩy quá trình trùng hợp thành sợi. Sau đó, các sợi này trở thành nền tảng hoạt động để phân cắt phospholipid, nhanh chóng kích hoạt phản ứng miễn dịch của vi khuẩn.
Các thí nghiệm sâu hơn đã xác nhận rằng cả sự hình thành sợi và hoạt động enzyme đều cần thiết cho sự phá vỡ màng và chết tế bào theo chương trình do CBASS làm trung gian. Khám phá này thiết lập một liên kết phân tử trực tiếp giữa cảm biến CDN và kích hoạt hiệu ứng. Nó cung cấp một mô hình thống nhất về cách CDNs kích hoạt các phản ứng miễn dịch nhắm mục tiêu màng, làm nổi bật sự hình thành sợi như một chiến lược quan trọng để điều chỉnh hoạt động enzyme trên các hệ thống miễn dịch đa dạng.
Nghiên cứu này không chỉ làm sâu sắc thêm sự hiểu biết của chúng ta về khả năng miễn dịch của vi khuẩn mà còn mở ra những con đường mới để phát triển các chiến lược kháng khuẩn mới. Bằng cách nhắm mục tiêu vào hệ thống CBASS hoặc quá trình hình thành sợi, các nhà khoa học có khả năng tạo ra các liệu pháp mới để chống lại nhiễm trùng do vi khuẩn, mang lại hy vọng trước tình trạng kháng kháng sinh ngày càng tăng.