Một nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Edward Yu thuộc trường đại học bang Iowa và phòng thí nghiệm Ames đã khám phá ra cấu trúc tinh thể của các bơm giúp loại bỏ kim loại nặng gây độc khỏi vi khuẩn, làm cho chúng có khả năng kháng lại các loại kháng sinh. Kết quả được công bố trên tạp chí Nature.
Yu - một phó giáo sư hóa học, vật lý và thiên văn học, hóa sinh học, lý sinh học và sinh học phân tử và còn là một phó giáo sư của phòng thí nghiệm Ames thuộc Bộ năng lượng Hoa Kỳ, cho rằng kết quả nghiên cứu cung cấp cho các nhà nghiên cứu hiểu biết tốt hơn về sự kháng của vi khuẩn với các loại kháng sinh. Cuối cùng nó có thể giúp các nhà nghiên cứu thuốc phát triển các biện pháp để chống lại sự kháng thuốc này.
Để có được kết quả này, các nhà nghiên cứu đã tinh sạch và tinh thể hóa các protein màng cấu tạo nên một loại bơm của vi khuẩn E. coli. Họ đã chuẩn bị một số mẫu có chứa các kim loại nặng gây độc như đồng và bạc và một số mẫu không có các kim loại này. Sau đó sử dụng phương pháp tinh thể học tia X để so sánh các loại cấu trúc khác nhau, xác định sự khác biệt và tìm hiểu cơ chế loại bỏ các kim loại nặng gây độc khỏi tế bào.
Edward Yu trình bày bản đồ mật độ điện tử của một loại bơm giúp loại bỏ các độc tố kim loại nặng khỏi vi khuẩn. Cùng với ông ấy còn có các nghiên cứu sinh hậu tiến sĩ Chih-Chia Su (trái) và Feng Long (Ảnh: Bob Elbert)
Bài báo của họ mô tả chuyên biệt về cấu trúc tinh thể của CusA, một trong ba phần của bơm chịu trách nhiệm cho việc loại bỏ các độc tố từ vi khuẩn. Yu cho biết CusA là một chất vận chuyển nội màng thuộc liên họ protein kháng. Nó bao gồm 1047 amino acid.
Điều mà các bơm này thực hiện, Yu đã viết trong một bài tóm tắt nghiên cứu của ông ấy, là "nhận biết và bài xuất một cách tích cực các chất (độc) này ra khỏi tế bào vi khuẩn, do đó cho phép vi khuẩn sống sót trong các điều kiện cực độc".
Công trình nghiên cứu được tài trợ bởi Viện sức khoẻ quốc gia. Ngoài Yu, nhóm nghiên cứu còn có các thành viên khác như Robert Jernigan, Kanagalaghatta Rajashankar, Feng Long, Chih-Chia Su , Michael Zimmermann và Scott Boyken.
"Nghiên cứu này lần đầu tiên thông báo về cấu trúc chi tiết của một chất vận chuyển kim loại nặng chuyên biệt đảm bảo cho vi khuẩn sống sót dưới các tác dụng độc của bạc và đồng," giáo sư Jean Chin thuộc Viện sức khoẻ quốc gia, cho biết. "Bằng cách chi tiết hoá các bước chính xác mà một ion kim loại có khả năng vận chuyển qua chất vận chuyển, nghiên cứu này cho thấy cách thức mà chúng ta có thể ngăn chặn con đường này và đối phó với các vi khuẩn nhạy cảm với các độc tố kim loại nặng".
Yu, người đã nghiên cứu sự kháng của vi khuẩn với kháng sinh trong gần một thập kỷ, cho biết những thông tin trực tiếp về cách thức mà vi khuẩn xử lý các độc tố kim loại nặng là thông tin quan trọng đối với các nhà nghiên cứu dược sinh học.
"Chúng tôi muốn hiểu cơ chế của những bơm kim loại nặng này", ông nói. "Và điều đó có thể cho phép các nhà nghiên cứu công nghệ sinh học tạo ra các chất ức chế để làm ngưng hoạt động của bơm và sự kháng kháng sinh".
Hoàng Hà Nam (Nguồn: Sciencedaily).