Wraz z rosnącą na całym świecie opornością na antybiotyki, naukowcy desperacko szukają nowych sposobów walki z infekcjami bakteryjnymi za pomocą leków. Jedną ze skutecznych metod zapobiegania dzieleniu się i namnażaniu komórek bakteryjnych będzie tzw. terapia celowana molekularnie, a konkretnie celowanie w maszynerię podziału komórkowego. Jednak, aby to osiągnąć, wymagany jest bardziej szczegółowy obraz struktury oraz organizacji samej maszynerii. Badania te mogą pomóc w zidentyfikowaniu nowych sposobów kierowania bakterii na antybiotyki. Jeśli potrafimy zrozumieć mechanizmy w sposób bardziej szczegółowy, dzięki którym dzielą się komórki bakteryjne, istnieje możliwość stworzenia leków, które zakłócają te mechanizmy.

Większość komórek bakteryjnych replikuje się poprzez rozszczepienie binarne, czyli proces, w którym komórka macierzysta obkurcza się i tym samym rozdziela na dwie identyczne komórki potomne. Podczas podziału komórki duża, bardzo dynamiczna maszyna molekularna zwana "diwisomem" gromadzi się wewnątrz komórki. Naukowcy ujawnili przestrzenną organizację dwóch kluczowych białek pochodzących z diwisomu E. coli, „FtsZ” (prokariotyczny homolog tubuliny) oraz „FtsN” (niezbędne białko podziału komórki z prostą topologią bitopową).

Przez długi czas biolodzy komórkowi zakładali, że wszystkie białka w diwisomie zostały zgrupowane w jeden duży super-kompleks. Konwencjonalna mikroskopia fluorescencyjna posiada stosunkowo małą zdolność rozdzielania, co oznacza, że ​​sąsiednie obiekty, które występują bardzo blisko siebie, czasami pojawiają się jako pojedyncza jednostka. Jednak dzięki zastosowaniu najnowocześniejszej techniki obrazowania dostępnej na OIST (ang. Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University) , zwanej nanoskopią Wymuszonego Wygaszania Emisji (STED z ang. STimulated Emission Depletion), naukowcy byli w stanie zwizualizować ten podział w nanoskali. To właśnie dzięki lepszej rozdzielczości udało im się dostrzec różnicę między dwoma pierścieniami białkowymi, a także uzyskać szczegółowe informacje na temat procesu podziału komórki. Stosując dwa fluorescencyjne kolory do oznaczania „FtsZ” i „FtsN” – odpowiednio w kolorze zielonym i czerwonym – naukowcy ujawnili, że oba białka są zlokalizowane w dużych zespołach, które są rozmieszczone nierównomiernie wokół miejsca podziału. Na początku procesu podziału dwa białka tworzą nie nakładające się, niejednolite pierścienie. Kiedy podział komórek postępuje, zielony pierścień (utworzony przez FtsZ) porusza się wewnątrz czerwonego pierścienia (utworzonego przez FtsN). Stwierdzenie, że te białka nie zawsze się pokrywają, ale są podzielone na kilka grup, sugeruje, że diwisom nie działa jako maszyna molekularna, a raczej każda grupa białkowa odgrywa określoną rolę.

Dzięki bardziej szczegółowemu obrazowi maszynerii do podziału komórki, biolodzy mogą zaprojektować nowe antybiotyki, by zapobiec dzieleniu się i namnażaniu komórek bakterii. Kolejnym krokiem naukowców będzie przyjrzenie się większej liczbie par białek odpowiedzialnych za podział komórek i ustalenie, które z nich powinny być celowane w leki.