Ako sa E. coli prepína z režimu "útoku" na režim "kolonizovať"

Anonim

Ako sa E. coli prepína z režimu "attack" na režim "kolonizovať"

biológie

Michael Irving

3. marca 2017

Výskumníci študovali, ako baktérie baktérií E. coli menia svoj génový výraz, keď sa zachytia na bunky v črevnej stene a začnú napadnúť hostiteľa (Credit: Ugreen / Depositphotos)

V dnešnej dobe existuje veľmi jemný ekosystém, ktorý je v dnešnej dobe úspešný, ale všetko, čo potrebujete, je zlý burrito, ktorý ho vyhodí z cesty. Ako sa patogény ako E. coli uchopia a odpadajú, že miesto nie je dobre pochopené, ale teraz výskumníci z Hebrejskej univerzity v Jeruzaleme študovali, ako baktérie snímajú svoje okolie a ako odpoveď, prepína svoje génové vyjadrenie z "útokového režimu "na " kolonizovať režim. "

Gastroenteritída alebo infekčná hnačka je zvyčajne spôsobená jedením zlých jedál alebo pitím kontaminovanej vody, takže je to pre rozvojový svet osobitný problém. Zatiaľ čo množstvo mikroorganizmov môže spúšťať ochorenie, jedným z najbežnejších je baktéria E. coli, ktorá sa zachyti na črevnú stenu svojou vlasovou pilou a spôsobuje zápal a hnačku.

Akonáhle sa chyba pripojí k hostiteľskej bunke, použije malú injekčnú aplikáciu nazývanú systém na sekréciu typu III (T3SS) na injekciu určitých proteínov do črevnej bunky. Nazvané efektory, injikované proteíny potláčajú hostiteľskú imunitnú odpoveď, umožňujúc, aby sa baktéria darovala a začala reprodukovať.

"Niekoľko efektorov funguje na zachytenie signalizačných ciest, ktoré sa podieľajú na detekcii patogénu, a tak hostiteľ nemôže vidieť, že je napadnutý, " hovorí Ilan Rosenshine, vedúci výskumník v štúdii, hovorí New Atlas. "To je zjavne prospešné pre baktérie, pretože infikované bunky nenosia protiútok. Počas počiatočnej fázy útoku baktérie používajú program expresie génov, ale po nalepení a injekčnom efektore baktérie potrebujú zmeniť program na "kolonizáciu " génový výrazový program. "

Na žiariace zelené a gény

Je to tento posledný proces a ako baktérie robia posun medzi režimami, ktoré zostali tajomstvom vedcov. Aby sa objavilo nejaké svetlo, výskumníci vytvorili patogénny kmeň E. coli tak, že ak je aktivovaný gén spojený s "kolonizačnou fázou ", je exprimovaný konkrétny proteín, ktorý potom škvrny baktérie jasne zelené. Pri štúdiu pod mikroskopom vedci zistili, že len baktérie E. coli, ktoré sa pripojili k črevným bunkám, svietili zelene, zatiaľ čo tie, ktoré boli stále voľné, neboli fluoreskujúce.

Pri bližšej kontrole výskumníci vybrali proteín, ktorý sa zdá byť zodpovedný za zmenu režimu expresie génov. CesT je "chaperone " bielkovina, ktorej prvé miesto v baktérii je viazať sa na efektory a zaistiť ich ľahké vstreknutie do hostiteľskej bunky. Keď táto úloha skončí, proteín zostáva v baktériách a začína svoju sekundárnu funkciu: bez ďalších efektorov, ktoré sa viažu, viaže sa na proteín nazývaný CsrA. Tento proteín tiež zvyčajne riadi baktérie v jej útokovom režime, ale keď sa naň viaže CesT, proces sa preruší a expresia génu baktérie sa preprogramuje. E. coli sa odkloní od útoku hostiteľa, aby sa zameral na svoju vlastnú virulenciu a metabolizmus, namiesto toho pomohol chybe kolonizovať črevné prostredie.

Tento objav by mohol pomôcť vedcom nájsť nové spôsoby, ako odstrániť bakteriálnu infekciu, ale tím hovorí, že je ešte potrebné urobiť viac práce na určenie presne, ktoré gény v baktériách sú ovplyvnené a aké ďalšie účinky by mohli mať.

"Nasledujúce kroky zahŕňajú detailné mapovanie génov, ktoré menia svoj výraz na pripútanosti, a opisujú presné účinky tejto remodelácie výrazu, " povedal Rosenshine vo vyhlásení. "Ďalšou dôležitou otázkou je testovanie toho, či je podobná regulácia zapojená do infekčných procesov iných patogénov."

Výskum bol publikovaný v časopise Science .

Zdroj: Hebrejská univerzita v Jeruzaleme

Výskumníci študovali, ako baktérie baktérií E. coli menia svoj génový výraz, keď sa zachytia na bunky v črevnej stene a začnú napadnúť hostiteľa (Credit: Ugreen / Depositphotos)