Forskere afslører, hvordan bakterier kan tilpasse sig til at modstå antibiotikabehandling
Alle fritlevende organismer befinder sig i en konstant kamp for overlevelse i naturen. Darwin kaldte dette "survival of the fittest" og beskrev dermed, hvordan den bedst tilpassede art vil få flest afkom og føre slægten og dens egenskaber videre.
Dette grundlæggende princip gælder i særdeleshed i mikroorganismernes verden, hvor fritlevende bakterier lever i en konstant kamp om at være de bedst tilpassede og dermed dem, der deler sig hurtigst i et naturligt habitat. Men når bakterier samtidig udsættes for dræbende antibiotika, bliver denne kamp et spørgsmål om at kunne balancere fitness, altså evnen til at dele sig hurtigt, med tolerance over for antibiotika. Den store tilpasningsevne, som bakterier udviser er med til at besværliggøre behandling af en række, alvorlige infektionssygdomme i mennesker, herunder tuberkulose og alvorlig urinvejsinfektion, hvor sygdommen ofte kommer igen efter endt behandling.
I en ny forskningsartikel, netop publiceret i det anerkendte, internationale tidsskrift, Molecular Cell, er forskere fra Aarhus Universitet gået sammen med eksperter fra Københavns Universitet og det tekniske universitet ETH Zürich i Schweitz om at tage et grundigt kig på, hvordan bakterierne håndterer denne svære balance. Forskningsresultaterne viser, at bakterierne meget hurtigt sænker den hastighed, hvormed de deler sig, når de udsættes for antibiotika for at opnå den størst mulige tolerance, mens de igen begynder at vokse hurtigt, når stofferne fjernes, og det handler om at være mest "fit".
Bakterierne opsparer energi
På det molekylære plan har forskerholdet fra Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Aarhus Universitet, der har været under ledelse af lektor Ditlev Egeskov Brodersen, kunnet vise, at effekten formidles af et centralt enzym i bakterierne, der er i stand til at opspare molekylær energi i form af bestanddele af cellens DNA, der kan genanvendes til hurtig vækst, når antibiotikabehandlingen stoppes. Når bakterierne udsættes for antibiotika begynder de straks at nedbryde bestanddele af DNA (de såkaldte nukleotider) til mindre dele, der oplagres i cellen.
Forskerne har vist, at bakteriecellerne producerer et specielt stressmolekyle kaldet (p)ppGpp, når de udsættes for antibiotika, og at dette gør enzymet mere aktivt. Dette betyder altså, at opsparingen af energi foregår ekstra hurtigt, når bakterierne udsættes for stress. Vha. af en avanceret analysemetode kaldet røntgenkrystallografi, har forskerne været i stand til at opnå detaljerede 3D-billeder af enzymet både i dets almindelige tilstand samt bundet til stressmolekylet. Resultaterne viser overraskende, at enzymet åbner sig, når stresshormonet er tilstede, og dermed fungerer meget mere effektivt, fordi nukleotiderne hurtigere kan komme frem og tilbage til det aktive sted, hvor nedbrydningsprocessen foregår.
Det forventes, at denne viden om det molekylære grundlag for bakteriers reaktion på antibiotika vil kunne danne udgangspunkt for en helt ny type af antibiotika, der forhindrer, at bakterierne opsparer energi og dermed tilpasser sig behandlingen.
Kontakter
Mere information
Lektor Ditlev E. Brodersen
Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Aarhus Universitet
deb@mbg.au.dk – 2166 9001
Billeder
Links
Information om Aarhus Universitet Natural Sciences
Følg pressemeddelelser fra Aarhus Universitet Natural Sciences
Skriv dig op her, og modtag pressemeddelelser på e-mail. Indtast din e-mail, klik på abonner, og følg instruktionerne i den udsendte e-mail.
Flere pressemeddelelser fra Aarhus Universitet Natural Sciences
Ny indsigt i kolesterols dynamik kaster lys over neurodegenerativ sygdom8.4.2024 09:43:27 CEST | Pressemeddelelse
Forståelsen af kolesterolbalancen i celler åbner op for nye perspektiver på den neuro-degenerative sygdom Niemann-Pick type C, der også kaldes "børne-demens". Disse resultater udgør et betydningsfuldt skridt i retning af at behandle denne sygdom.
Stjernen Epsilon Indi skælver ganske svagt - vi er et skridt nærmere på at forstå de stjerner, som ligner Solen27.3.2024 16:29:52 CET | Pressemeddelelse
En række Aarhus-forskere er dybt involverede den nye opdagelse.
De første mennesker kom til Europa for mindst 1,4 mio. år siden – fra øst6.3.2024 17:00:00 CET | Pressemeddelelse
Dateringer af jordlag med primitive stenredskaber i det vestlige Ukraine viser, at menneskeslægten – sandsynligvis i form af arten Homo erectus – var til stede i Europa allerede for 1,4 millioner år siden. De er 2-300.000 år ældre end de hidtil ældste fund i Spanien og Frankrig, og kaster nyt lys over menneskets kolonisering af det europæiske kontinent.
Ny opdagelse viser, hvordan celler forsvarer sig i stressede situationer27.2.2024 11:23:23 CET | Pressemeddelelse
En ny undersøgelse foretaget af et internationalt forskerhold afslører, hvordan vores celler forsvarer sig i stressede situationer. Forskningen viser, at en lille ændring i det genetiske materiale, kaldet ac4C, fungerer som en afgørende forsvarer, der hjælper celler med at skabe beskyttende tilflugtssteder kendt som stressgranuler. Disse stressgranuler sikrer vigtige genetiske instruktioner, når cellen står over for udfordringer. De nye resultater kan hjælpe med til at vise nye metoder til at behandle sygdomme.
Fremmede planteædere er lige så gode for lokale planter som hjemmehørende arter19.2.2024 11:16:59 CET | Pressemeddelelse
Nyt stort studie viser, at ideen om, at hjemmehørende dyr er bedre for det lokale økosystem end introducerede arter, er forkert. I stedet er det dyrenes måde at søge føde på, der har betydning.
I vores nyhedsrum kan du læse alle vores pressemeddelelser, tilgå materiale i form af billeder og dokumenter samt finde vores kontaktoplysninger.
Besøg vores nyhedsrum