Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.
Исследование сосредоточилось на бактериях Bacillus subtilis, особенно на их устойчивых к антибиотикам мутантных штаммах. Ученые задались вопросом, почему устойчивые мутанты не вытесняют чувствительные к антибиотикам бактерии. Оказалось, что устойчивость связана с физиологической ценой, которая препятствует активному размножению.
Для более глубокого изучения проблемы, ученые сосредоточились на рибосомах, ответственных за синтез белков. Рибосомы зависят от ионов магния для поддержания стабильной структуры и функции, что делает магний ключевым элементом для жизнеспособности клеток. Исследователи провели моделирование взаимодействия рибосом с ионами магния на атомном уровне.
Они обнаружили, что мутантные рибосомы, обеспечивающие устойчивость к антибиотикам, конкурируют с молекулами АТФ за магний. Это приводит к дефициту магния в клетке, что замедляет рост бактерий с мутантными рибосомами по сравнению с обычными.
Изучая рибосому L22, ученые заметили, что конкуренция за магний влияет на мутантные бактерии сильнее, чем на обычные. Это показывает, что, несмотря на устойчивость к антибиотикам, недостаток магния ограничивает их способность к размножению и предотвращает доминирование в популяции.
Ученые пришли к выводу, что использование физиологической уязвимости может стать новым подходом в борьбе с устойчивыми к антибиотикам бактериями. Например, хелатирование ионов магния из окружающей среды бактерий может избирательно подавлять резистентные штаммы, не затрагивая полезные бактерии для здоровья.