Протонният градиент кара салмонелна инфекция - Доклад за иновации
Салмонелата е една от най-честите причини за бактериални стомашно-чревни инфекции. За да заразят хората, бактериите използват сложна стратегия: приближават се до клетката-гостоприемник, пристигат и след това инжектират сигнални вещества, които им позволяват да проникнат в клетката.
Учените от Центъра за изследване на инфекции на Хелмхолц (HZI) в Брауншвайг вече са в състояние да покажат какво позволява тези сигнални вещества да се освобождават и по този начин по време на инфекция. Изследователите публикуваха резултатите си в списание "PLOS Genetics".
Замърсените яйца, десерти и сурови продукти от птиче месо са сред най-честите причини за инфекции със салмонела. Те причиняват тежко чревно възпаление, което дори може да бъде фатално, особено при малки деца и възрастни хора.
Бактериите постъпват в тялото с храна и активно се придвижват към чревните клетки с въртящ се флагел - известен още като флагелум. Веднъж попаднали там, салмонелата използва така наречения иглеен комплекс за заразяване на гостоприемника:
Те се качват на клетката и инжектират токсини в нея с молекулярна игла. Те позволяват на бактериите да заразят клетката гостоприемник, за да оцелеят и да се размножат вътре.
Така наречената система за секреция тип III е от решаващо значение за инжектирането на токсините през игления комплекс, както и за структурата на флагела (или флагела). Досега учените предполагаха, че АТФазата, свързана с основата на игления комплекс и флагела, е от съществено значение за функцията на секреционната система тип III. АТФазите са ензими, които насърчават химична реакция, която освобождава енергия.
Тогава това може да се използва за стимулиране на други реакции - като отделянето на токсини тук. „Вече успяхме да покажем за първи път, че системата работи и когато ATPase не е налице“, казва д-р. Марк Ерхард, ръководител на младшата изследователска група „Инфекционна биология на салмонела“ към HZI. "Изглежда, че наистина е необходим само протонният градиент, ATPase има само поддържаща роля". По този начин ензимът увеличава ефективността на системата, но не е от съществено значение за нейната функция.
Това откритие помага на изследователите преди всичко да разберат по-добре молекулните механизми на секреционната система. Това е особено важно, тъй като в допълнение към салмонелата, голям брой други грам-отрицателни бактерии също използват системата за секреция тип III за заразяване на клетките гостоприемници. Молекулярното разбиране на процеса на заразяване позволява на учените да го манипулират целенасочено в бъдеще. „Това го прави добра отправна точка за нови терапии срещу грам-отрицателни бактерии“, казва Ерхард.
Откритието е интересно не само от медицинска, но и от еволюционна гледна точка. В крайна сметка, бактериалният флагел често служи като пример за движението на „интелигентния дизайн“, че нещо толкова сложно не би могло да се развие.
Констатациите обаче предполагат, че АТРазата се е добавила към първоначалната, управлявана от протон система за секреция тип III, за да направи процеса на секреция по-ефективен. Това даде предимство на селекцията на бактериите. „Това доказва, че дори една толкова сложна наномашина като флагела може да бъде разделена на по-малко сложни, но все пак функционални субединици и следователно противоречи на възгледите на движението„ интелигентен дизайн “, казва Ерхард.
Оригинална публикация:
Независима от ATPase секреция на протеин тип III в Salmonella enteric, Marc Erhardt, Max E. Mertens, Florian D. Fabiani и Kelly T. Hughes, Plos Genetics, 2014. DOI: pgen.1004800
Центърът за изследване на инфекциите на Хелмхолц:
В Центъра за изследване на инфекциите на Хелмхолц (HZI) учените изследват механизмите на инфекциите и тяхната защита. Какво превръща бактериите или вирусите в патогени: Разбирането на това трябва да даде ключ към разработването на нови лекарства и ваксини. http://www.helmholtz-hzi.de
Младшата изследователска група "Инфекционна биология на салмонела" изследва тактиката на атака на бактериите в HZI - с цел разработване на нови стратегии срещу бактериални инфекции.