Độc tố mới cản trở sự phát triển của vi khuẩn

Phát hiện này là kết quả của sự hợp tác nghiên cứu giữa John Whitney, phó giáo sư Khoa Hóa sinh và Khoa học Y sinh tại trường Đại học McMaster và Mike Laub, giáo sư sinh học tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT).

Phó giáo sư Whitney và nghiên cứu sinh tiến sĩ Shehryar Ahmad tại Viện nghiên cứu bệnh truyền nhiễm Michael G. DeGroote thuộc trường Đại học McMaster đang nghiên cứu cách vi khuẩn tiết ra các phân tử kháng khuẩn khi chúng thấy một độc tố mới. Độc tố này là loại enzyme kháng khuẩn, chưa được các nhà nghiên cứu phát hiện trước đây.

Sau khi xác định cấu trúc phân tử của chất độc này, các nhà khoa học đã nhận thấy nó giống các enzyme tổng hợp phân tử phát tín hiệu vi khuẩn nổi tiếng có tên là (p) ppGpp. Phân tử này thường giúp vi khuẩn sống sót trong điều kiện căng thẳng như tiếp xúc với kháng sinh.

"Cấu trúc 3D của chất độc này ban đầu rất khó hiểu vì không có chất độc nào được biết đến trông giống enzyme tạo ra (p) ppGpp và (p) ppGpp không phải là chất độc", Ahmad nói.

Nghi ngờ khả năng chất độc này có thể diệt khuẩn bằng cách sản xuất quá mức (p) ppGpp có hại, nhóm nghiên cứu đã chia sẻ phát hiện của họ với Laub, nhà nghiên cứu tại Viện Y khoa Howard Hughes của Hoa Kỳ.

Boyuan Wang, nghiên cứu sinh sau tiến sỹ tại phòng thí nghiệm Laub, người chuyên nghiên cứu tín hiệu (p) ppGpp, đã kiểm tra hoạt động của enzyme mới được phát hiện. Kết quả cho thấy thay vì tạo ra (p) ppGpp, enzyme này thay vào đó lại sản sinh một phân tử chưa được biết đến nhưng có liên quan được gọi là (p) ppApp. Theo cách nào đó, việc sản sinh (p) ppApp gây hại cho vi khuẩn.

Các nhà nghiên cứu đã xác định được rằng việc sản sinh nhanh (p) ppApp bởi độc tố enzyme này làm cạn kiệt các tế bào của phân tử có tên là ATP. Khi nguồn cung ATP cạn kiệt, các quá trình tế bào thiết yếu đã bị tổn thương và vi khuẩn chết.

Charu Kaushic, đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: "Đây là một phát hiện quan trọng có ý nghĩa để phát triển các lựa chọn thay thế kháng sinh, ưu tiên toàn cầu trong cuộc chiến chống lại tình trạng kháng kháng sinh”.

N.P.D