Peneliti di Caltech telah menemukan bagaimana virus menginfeksi bakteri dengan menonaktifkan protein kunci bernama MurJ, yang esensial untuk pembangunan dinding sel. Mekanisme ini, yang terungkap melalui pencitraan resolusi tinggi, menyarankan pendekatan baru untuk memerangi superbakteri tahan antibiotik. Temuan ini menyoroti evolusi konvergen pada virus tak terkait yang memblokir MurJ dengan cara serupa.
Resistensi antibiotik menimbulkan ancaman yang semakin besar, dengan bakteri berevolusi cepat terhadap pengobatan yang ada. Di Amerika Serikat saja, puluhan ribu orang meninggal setiap tahun akibat infeksi semacam itu, angka yang terus meningkat. Seperti yang dijelaskan Bil Clemons, Profesor Arthur dan Marian Hanisch Memorial Bidang Biokimia di Caltech, “Evolusi sangat kuat, dan pada bakteri, resistensi terhadap antibiotik berkembang dengan cepat. Ini berarti kita sekarang berhadapan dengan bakteri yang tahan terhadap semua obat yang kita miliki.” Para ilmuwan lama menargetkan jalur biosintesis peptidoglikan, yang unik untuk bakteri dan tidak ada pada sel manusia. Clemons mencatat, “Peptidoglikan adalah fitur unik bakteri, dan itu menjadikannya target antibiotik yang menarik.” Protein kunci dalam jalur ini mencakup MraY, MurG, dan MurJ, yang mengangkut blok bangunan melintasi membran bakteri. Meskipun antibiotik seperti penisilin mengganggu tahap selanjutnya, belum ada obat yang disetujui yang secara langsung menghambat ketiga protein ini. Bakteriofag, virus yang menginfeksi bakteri, menawarkan wawasan. Untuk melarikan diri dari sel inang, fag harus menembus lapisan peptidoglikan. Lab Clemons mempelajari fag kecil menggunakan protein lisis satu gen (Sgls). Pekerjaan sebelumnya mengidentifikasi SglM dan SglPP7 yang memblokir MurJ, flippase yang memindahkan prekursor peptidoglikan. Menggunakan mikroskopi krioelektron, Yancheng Evelyn Li memvisualisasikan bagaimana Sgls ini mengikat ke alur di MurJ, menguncinya dalam konformasi menghadap luar dan menghentikan transportasi. Li menyatakan, “Jelas bahwa kedua Sgls ini mengikat MurJ dalam konformasi menghadap luar, menguncinya pada posisi ini.” Bentuk terpapar ini dapat membantu akses obat. Menariknya, analisis genom fag lain mengungkap SglCJ3, yang menghambat MurJ dengan identik meskipun tidak ada hubungan evolusi—kasus evolusi konvergen. Clemons mengatakan, “Peptida ini, yang tidak memiliki ikatan evolusi satu sama lain, keduanya telah menemukan cara untuk menarget MurJ dengan cara yang sangat mirip. Kami terkejut!” Tim, termasuk Li, Grace F. Baron, dan kolaborator dari Texas A&M, mempublikasikan hasil ini di edisi 26 Februari 2026 Nature, berjudul “Convergent MurJ flippase inhibition by phage lysis proteins.” Pendanaan berasal dari Chan Zuckerberg Initiative, National Institutes of Health, dan lainnya. Pekerjaan ini menekankan potensi fag untuk menginspirasi antibiotik baru dengan mengeksploitasi kerentanan bakteri.
