Pesquisadores da Binghamton University, A Universidade Estadual de Nova York descobriu a maneira única como um tipo de bactéria Gram-negativa liberta as toxinas que nos deixam doentes. Compreender esse mecanismo pode ajudar a projetar melhores maneiras de bloquear e, eventualmente, controlar essas toxinas.

O professor assistente Xin Yong e o aluno de pós-graduação Ao Li, do Departamento de Engenharia Mecânica, junto com o professor associado Jeffrey W. Schertzer do Departamento de Ciências Biológicas, publicou suas descobertas no Journal of Biological Chemistry .

O estudo analisou como as bactérias se comunicam por meio do transporte de pequenas moléculas. Yong e Schertzer explicaram que as moléculas de comunicação estimulam a produção de vesículas da membrana externa. Esses pequenos pacotes então brotam da superfície da bactéria e contêm toxinas altamente concentradas.

Originalmente, foi hipotetizado que a molécula de comunicação induziu a produção de vesículas por meio do controle da expressão gênica, mas não é isso que está acontecendo.

Yong e Schertzer decidiram trabalhar juntos em um modelo para entender mais sobre como a molécula de comunicação se insere na membrana da bactéria para estimular fisicamente a produção desses veículos de liberação de toxinas.

"É difícil ver os detalhes moleculares nesse nível, "explicou Schertzer." Mas com a experiência do Dr. Yong, fomos capazes de construir um modelo computacional que nos ajudou a entender o que realmente acontece entre as moléculas individuais. "

O modelo de Yong permitiu que observassem os detalhes da molécula e entendessem mais sobre como ela interagia com a membrana em uma escala de tempo muito curta.

"Nossa descoberta mais importante é que a molécula de comunicação precisa entrar na membrana de uma maneira muito específica, "disse Schertzer." Ele se dobra como um livro, então se expandirá assim que entrar na membrana. "

Schertzer e Yong explicaram que a molécula de comunicação tem uma cabeça e uma cauda que são conhecidas por serem flexíveis, mas eles não esperavam esse tipo de mudança. No futuro, eles esperam testar o que mudaria na interação quando a cauda é removida ou a cabeça é modificada.

Embora o estudo possa parecer bastante específico, tem algumas implicações mais amplas para todas as bactérias Gram-negativas.

"Provavelmente todas as bactérias Gram-negativas têm tipos semelhantes de moléculas de comunicação. Nós nos concentramos na molécula PQS [Pseudomonas Quinolone Signal] de Pseudomonas aeruginosa porque foi a primeira descoberta e é a mais bem estudada, "disse Yong." Outras espécies Gram-negativas, como E. coli, podem estar transferindo suas próprias moléculas de comunicação de maneira semelhante. "

Aprender mais sobre como as bactérias Gram-negativas se comunicam entre si pode ajudar os pesquisadores a construir uma compreensão mais forte das interações multiespécies e como, eventualmente, controlar esses tipos de infecções de alto risco.

"Este estudo foi uma prova de como o trabalho interdisciplinar pode ser benéfico, "disse Schertzer." Tínhamos chegado a um limite com o que poderia ser feito experimentalmente e precisávamos do modelo do Dr. Yong para desenvolver uma lógica de como a molécula estava interagindo com a membrana. Mais importante, este trabalho gerou uma série de novas questões que agora continuamos a investigar. "

O estudo, "A conformação molecular afeta a interação do sinal da Pseudomonasquinolona com a membrana externa da bactéria, "Foi publicado no Journal of Biological Chemistry .