靶向蛋白質「製造機器」阻斷耐藥細菌感染

2014年9月11日 訊 /生物谷BIOON/ --目前針對如何消滅有害細菌最大的挑戰就是許多細菌已經對抗生素產生了抗性，近日，來自羅切斯特大學的研究人員通過對細菌細胞中製造蛋白質機器的形成進行靶向作用來有效阻斷細菌的感染，相關研究成果刊登於國際雜誌Nature Structural and Molecular Biology上。

文章中，研究者Culver表示，沒人知道在一個完整的細菌細胞中到底發生著什麼樣的反應，如果我們不去深究細菌細胞內的改變，我們就不會開發阻斷細胞中核糖體形成的方法來有效阻斷細菌的感染。

核糖體是由核糖核酸(RNA)和蛋白質分子結合而形成，為了能夠更好地進行結合使得核糖體發揮作用，RNA需要削減其尺寸以達到最適尺寸，然而發生這一過程的速度非常之快，從而使得研究人員很難捕捉到RNA進行「修身」的中間階段；這項研究中研究人員Neha Gupta就在大腸桿菌細胞中利用遺傳標籤作為標誌物的方法實現了RNA中間狀態的捕捉過程。

為了將遺傳標籤吸附到未被修飾的RNA的非功能區域上，研究人員分離得到了不成熟的RNA鏈條，通過分析這些RNA中間片段，研究者發現，核糖體RNA並不會遵循一種連續的反應階段，當處於早期階段時，一部分中間態的RNA鏈就會從一側開始失去核酸片段，而處於相同階段的其它RNA分子則會從另一側開始斷裂；

RNA片段發生改變的不同方式往往是同時發生的，這就導致了RNA鏈可以和蛋白質分子非常合適地進行結合，進而形成具有完整功能的核糖體分子。以核糖體為靶點來殺滅耐藥性的細菌是一個新的概念，過去科學家們主要關注的是成熟的核糖體，從而開發了一些攻擊成熟核糖體的抗生素，導致細菌最終對這些抗生素產生了耐藥性。

本文研究中，研究人員為開發治療耐藥性細菌的新型抗生素提供了新的研究思路；如果細菌會以不止一種方式來製造核糖體，那麼阻斷單一核糖體的製造路徑或許並不能夠完全殺滅耐藥細菌，但是本文的研究發現為下一步開發新型策略來阻斷細菌的核糖體產生，最終殺滅耐藥性細菌提供了新的希望。（生物谷Bioon.com）

Multiple in vivo pathways for Escherichia coli small ribosomal subunit assembly occur on one pre-rRNA

Neha Gupta & Gloria M Culver

Processing of transcribed precursor ribosomal RNA (pre-rRNA) to a mature state is a conserved aspect of ribosome biogenesis in vivo. We developed an affinity-purification system to isolate and analyze in vivo–formed pre-rRNA–containing ribonucleoprotein (RNP) particles (rRNPs) from wild-type E. coli. We observed that the first processing intermediate of pre–small subunit (pre-SSU) rRNA is a platform for biogenesis. These pre-SSU–containing RNPs have differing ribosomal-protein and auxiliary factor association and rRNA folding. Each RNP lacks the proper architecture in functional regions, thus suggesting that checkpoints preclude immature subunits from entering the translational cycle. This work offers in vivo snapshots of SSU biogenesis and reveals that multiple pathways exist for the entire SSU biogenesis process in wild-type E. coli. These findings have implications for understanding SSU biogenesis in vivo and offer a general strategy for analysis of RNP biogenesis.