Учёные восстановили древние молекулы возрастом 160 млн лет и испытали их против устойчивых бактерий

Биологи из Орегонского университета в лабораторных условиях восстановили древний вид антимикробных пептидов, существовавших у предков современных плацентарных млекопитающих около 160 миллионов лет назад. В экспериментах отдельные реконструированные молекулы продемонстрировали более высокую эффективность по сравнению с нынешними человеческими вариантами при подавлении некоторых патогенных бактерий.

Учёные анализировали белок иммунной системы лактоферрин. Его можно обнаружить в слюне, материнском молоке и слезах и слизистых оболочках. Он способен связывать железо, ограничивая доступ к нему бактерий. В составе лактоферрина также находится короткий антимикробный пептид, способный повреждать мембраны бактериальных клеток.

Чтобы выяснить, как эта защитная функция развивалась, учёные сравнили генетические последовательности лактоферрина у современных животных и с помощью метода реконструкции предковых последовательностей вычислили вероятные варианты белка, существовавшие у их древних предков.

Полученные последовательности синтезировали в лаборатории, после чего исследователи проверили их в действии на нескольких видах бактерий, включая Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli и стрептококки.

Древнейшие версии пептидов уже были способны нарушать целостность бактериальных мембран, но отдельные микроорганизмы справлялись с повреждениями и сохраняли жизнеспособность. Более поздние варианты, соответствующие предкам млекопитающих, становились эффективнее. В отдельных экспериментах они превосходили по активности современный человеческий пептид.

Учёные также обнаружили, что существенное усиление антимикробного действия могло происходить из-за очень небольших изменений в структуре молекулы. В частности, отдельная замена аминокислоты значительно повышала эффективность пептида против некоторых бактерий.

Авторы исследования считают, что эволюционная история этих молекул может помочь найти новые подходы к борьбе с антибиотикорезистентными инфекциями. При этом реконструированные пептиды пока нельзя рассматривать как готовые лекарства. Они обладают недостаточной стабильностью в организме и быстро разрушаются.