I ricercatori della Cornell hanno scoperto la struttura di un meccanismo di regolazione unico per i batteri, aprendo la strada alla progettazione di nuovi antibiotici mirati ai patogeni.

Man mano che cresce la minaccia di germi resistenti agli antibiotici, questa scoperta offre speranza per trovare un modo alternativo per colpire i batteri che causano malattie.

Nello studio, i ricercatori hanno utilizzato la cristallografia a raggi X per rivelare la struttura dei cosiddetti elementi "T-box" nel patogeno Mycobacterium tuberculosis, il batterio modello nello studio.

I T-box sono strutture che riconoscono quando una cellula è carente di uno specifico amminoacido, gli elementi costitutivi delle cellule. I T-box consentono ai batteri di rispondere a questa carenza avviando un processo che genera più di quell'amminoacido. In questo modo, Le T-box facilitano il funzionamento di base nei batteri, compresi molti agenti patogeni come M. tuberculosis e Bacillus anthracis, che causa la malattia mortale dell'antrace.

"Le T-box si trovano solo nei batteri e controllano i geni essenziali, " ha detto il primo autore dello studio Robert Battaglia. "Questo li rende un bersaglio attraente perché sono anche essenziali per molti di questi batteri per rispondere alle condizioni di fame".

Battaglia è uno studente laureato nel laboratorio dell'autore senior Ailong Ke, professore di biologia molecolare e genetica alla Cornell University.

Le T-box si legano a una macromolecola essenziale chiamata tRNA, che esiste in forme non addebitate e addebitate. Diversi tipi di tRNA sono adattati ciascuno a un tipo specifico di amminoacido. Quando la quantità di un amminoacido è bassa nella cellula batterica, il tRNA corrispondente sarà scaricato e si legherà a una T-box, che a sua volta riconosce quale tipo di amminoacido richiede il tRNA e facilita un processo di generazione di più di quell'amminoacido. Quando la quantità di un amminoacido aumenta, il tRNA si accoppierà con esso, caricando così quel tRNA. Gli amminoacidi vengono quindi utilizzati in tutti i tipi di funzioni cellulari di base dei batteri.

Nello studio, i ricercatori hanno descritto la struttura dell'intero T-box e del complesso di tRNA.

"Risolvendo la nostra struttura, siamo in grado di vedere come sono posizionate le diverse parti della T-box per consentire alla T-box di avere questa specifica interazione con un tRNA, " ha detto Battaglia. "Se possiamo sviluppare una sorta di farmaco per colpire questi elementi T-box per interferire con la loro capacità di legarsi con il tRNA, potrebbero essere davvero una buona scelta per un antibiotico perché non abbiamo [T-box] noi stessi, quindi non dobbiamo preoccuparci di effetti collaterali o tossicità".

Lo studio è stato pubblicato su Biologia strutturale e molecolare della natura .