Istraživači sa Univerziteta Umea otkrili su detalje o tome kako bakterije koriste kalcijum da regulišu vitalne procese na način koji se razlikuje od ljudskih ćelija. Ovaj napredak je značajan u borbi protiv rezistencije na antibiotike i za povećanje bezbednosti u proizvodnji hrane.
Kalcijumovi joni su važni glasnici u ćelijama biljaka, životinja i ljudi. Oni pomažu u regulisanju vitalnih procesa kao što su nervni impulsi, reakcije na stres i otkucaji srca. U studiji objavljenoj u Science Advances, istraživački tim sa Univerziteta Umea pokazao je kako protein u Listeriabacteria prenosi kalcijum drugačije od eukariotskih ćelija (kao što su one kod ljudi ili biljaka).
Protein, nazvan LMCA1, pomaže bakteriji – koja može izazvati trovanje hranom – da preživi u teškim uslovima, kao što je kada je izložena ljudskom imunološkom sistemu ili osnovnom okruženju koje se koristi za ubijanje bakterija u komercijalnoj proizvodnji hrane.
„Rezultati su stoga posebno interesantni za razvoj novih lekova protiv bakterijskih infekcija i za prehrambenu industriju“, kaže Magnus Andersson, vanredni profesor na Katedri za hemiju, koji vodi istraživački tim.
Tim je razvio metod koji koristi sinhrotronske rendgenske zrake za proučavanje kretanja proteina dok obavljaju svoje funkcije. Zahvaljujući ovoj metodi, oni sada mogu da prate kako LMCA1 protein menja svoju strukturu da bi transportovao kalcijum i mere koliko brzo se to dešava. Takođe su uspeli da uhvate LMCA1 u kritičnom trenutku kada protein vezuje kalcijum tokom transporta kroz ćelijsku membranu.
„Bilo je neverovatno što smo mogli da vidimo ovo po prvi put. Takođe identifikujući jasne razlike između transporta kalcijuma u eukariotskim i prokariotskim sistemima, naša studija je napravila važan korak ka razvoju novih antimikrobnih strategija i obezbeđivanju bezbednosti u proizvodnji hrane, “, kaže Andersson.
Mnogo se zna o tome kako se kalcijumom upravlja u složenim organizmima poput ljudi. Ali tek nedavno su istraživači počeli da otkrivaju kako bakterije, koje su jednostavni jednoćelijski organizmi, rukuju kalcijumom.
Nedostaju im organele, kao što su mitohondrije, koje obično pomažu u regulisanju nivoa kalcijuma. Uprkos tome, bakterije i dalje mogu da reaguju na promene nivoa kalcijuma, posebno u uslovima stresa kao što je izlaganje toksinima ili tokom infekcija.
Kada su nivoi kalcijuma kod ljudi van ravnoteže, to može dovesti do bolesti—kao što su neurološke, bolesti povezane sa mišićima i kardiovaskularne bolesti.
„Sada ćemo koristiti metode koje smo razvili za proizvodnju molekula koji mogu da aktiviraju proteine za transport kalcijuma u slučajevima srčane insuficijencije“, kaže Andersson.
