Imaginez un tout nouveau, crayon non taillé. Le graphite à son cœur ne peut pas être utilisé pour l'écriture tant qu'un taille-crayon n'a pas mâché sa pointe en bois.

Imaginez maintenant la microcine B17, un antibiotique qui tue la bactérie E. coli. Avant d'être activé, il est intégré dans une structure appelée promédicament, comme le noyau d'un "crayon moléculaire" non affûté.

Maintenant, pour la première fois, des scientifiques de l'Université Rutgers du Nouveau-Brunswick et d'autres institutions ont découvert un « taille-crayon moléculaire » qui ronge son revêtement extérieur pour libérer le puissant antibiotique. Leur découverte ouvre la porte à la découverte de nouveaux agents et médicaments antibactériens pour combattre les toxines.

"Nous pensons que cela peut être un gadget que les bactéries utilisent pour activer des processus qui sont en sommeil jusqu'à ce que le moment soit venu, lorsque le taille-crayon s'allume et libère des antibiotiques, " a déclaré Konstantin Severinov, auteur principal d'une nouvelle étude et chercheur principal au Waksman Institute of Microbiology de l'Université Rutgers-Nouveau-Brunswick.

Les scientifiques, dont la découverte a été publiée dans la revue Structure , ont étudié les protéines bactériennes TldD et TldE impliquées dans la fabrication de la microcine B17.

De nombreuses cellules bactériennes fabriquent des composés inactifs appelés promédicaments - des précurseurs qui se transforment en médicaments dans le corps, dit Séverinov.

"C'est comme une future drogue et quand le besoin s'en fait sentir et quand les choses se corsent, le médicament est activé et c'est comme une ogive toxique qui s'exporte à l'extérieur de la cellule et tue ses voisins nuisibles, " il a dit.

Le promédicament examiné par les scientifiques est comme un bâton en deux parties, il a dit. La partie centrale est l'ogive toxique. Un "chef" est à l'autre bout et empêche l'ogive de fonctionner jusqu'au bon moment.

"TldD, la protéine que nous avons étudiée, a un trou comme dans un vieux taille-crayon, où le promédicament est introduit, " dit Severinov. " L'affûteur ajoute la dernière touche finale, mâcher le chef, activer l'ogive toxique et l'expulser de la cellule. C'est presque comme avoir la capacité de produire des composés toxiques, y compris les antibiotiques, à la carte quand vous en avez besoin."

Les gènes Tld sont courants chez les bactéries, suggérant qu'ils jouent un rôle important dans la physiologie bactérienne, dit l'étude. Cela pourrait inclure un rôle dans le contrôle de la qualité des protéines et l'activation de différents produits naturels, y compris les antibiotiques, comme la microcine B17.

"Chaque génome bactérien séquencé à ce jour possède des gènes Tld, " Severinov a dit. "Personne ne savait ce qu'ils font, et maintenant nous savons ce qu'ils font dans un cas, et nous pensons que des fonctions similaires activent la production de composés bioactifs utilisés par d'autres bactéries comme antibiotiques ou toxines."

Certaines toxines pourraient être utilisées de manière bénéfique, il a noté. Par exemple, les gens utilisent des toxines bactériennes pour tuer les insectes depuis des décennies. Et quand les bactéries produisent des toxines qui nuisent aux humains, des médicaments qui inhibent la Tld et combattent ces bactéries pourraient être développés.

Les scientifiques pensent que leurs découvertes pourraient conduire à de futures applications dans les domaines de l'ingénierie des protéines et de la biologie synthétique.