A proton gradiens hajtja a szalmonella fertőzést - Innovációs jelentés
A szalmonella a bakteriális gasztrointesztinális fertőzések egyik leggyakoribb oka. Az emberek megfertőzéséhez a baktériumok kifinomult stratégiát alkalmaznak: Megközelítik a gazdasejtet, dokkolnak, majd olyan jelanyagokat injektálnak, amelyek lehetővé teszik a sejtek behatolását.
A Braunschweigben található Helmholtz Infekciókutató Központ (HZI) tudósai most megmutatták, mi teszi lehetővé ezen jelanyagok felszabadulását, és így a fertőzés során. A kutatók eredményeiket a "PLOS Genetics" folyóiratban tették közzé.
A szennyezett tojás, desszertek és nyers baromfitermékek a szalmonellafertőzések egyik leggyakoribb oka. Súlyos bélgyulladást okoznak, amely akár végzetes is lehet, különösen kisgyermekeknél és időseknél.
A baktériumok táplálékkal jutnak be a testbe, és egy forgó flagellummal - más néven flagellummal - aktívan haladnak a bélsejtek felé. Megérkezve a szalmonella az úgynevezett tűkomplexummal fertőzi meg a gazdát:
Dokkolnak a sejten, és molekuláris tűvel injektálják a méreganyagokat. Ezek lehetővé teszik a baktériumok számára, hogy megfertőzzék a gazdasejtet, hogy túlélhessék és szaporodhassanak belül.
Az úgynevezett III. Típusú szekréciós rendszer döntő jelentőségű a tűkomplexumon keresztül történő toxininjekció és a flagellum (vagy a flagellum) kialakulása szempontjából. Eddig a tudósok feltételezték, hogy a tűkomplexum alapjához és a flagellumhoz kötött ATPáz elengedhetetlen a III. Típusú szekréciós rendszer működéséhez. Az ATPázok olyan enzimek, amelyek elősegítik az energiát felszabadító kémiai reakciókat.
Ez aztán felhasználható más reakciók kiváltására - például a toxinok felszabadulására itt. "Most először tudtuk megmutatni, hogy a rendszer akkor is működik, ha az ATPase nem áll rendelkezésre" - mondja dr. Marc Erhardt, a HZI „Salmonella fertőzésbiológiája” junior kutatócsoportjának vezetője. "Úgy tűnik, hogy csak a protongradiens szükséges, az ATPáz csak támogató szerepet tölt be". Az enzim növeli a rendszer hatékonyságát, de működéséhez nem elengedhetetlen.
Ez a megállapítás segít a kutatóknak elsősorban a szekréciós rendszer molekuláris mechanizmusainak jobb megértésében. Ez különösen fontos, mert a szalmonella mellett számos más gram-negatív baktérium is használja a III-as típusú szekréciós rendszert a gazdasejtek megfertőzéséhez. A fertőzés folyamatának molekuláris megértése lehetővé teszi a tudósok számára, hogy a jövőben célzottan manipulálják azt. "Ez jó kiindulópont a gram-negatív baktériumok elleni új terápiákhoz" - mondja Erhardt.
De a felfedezés nemcsak orvosi, hanem evolúciós szempontból is érdekes. Végül is a bakteriális flagellum gyakran példaként szolgál az „intelligens tervezés” mozgalom számára, hogy valami olyan összetett dolog nem fejlődhetett ki.
Az eredmények azonban most arra utalnak, hogy az ATPáz hozzáadta magát egy ősi, proton-vezérelt III-as típusú szekréciós rendszerhez a szekréciós folyamat hatékonyabbá tétele érdekében. Ez szelekciós előnyt adott a baktériumoknak. "Ez azt bizonyítja, hogy még egy olyan összetett nanomachine is, mint a flagellum, kevésbé összetett, de mégis funkcionális alegységekre bontható, és ezért ellentmond az" intelligens tervezés "mozgalom nézeteinek" - mondja Erhardt.
Eredeti kiadvány:
ATPáz-független III-as típusú fehérje szekréció Salmonella entericusban, Marc Erhardt, Max E. Mertens, Florian D. Fabiani és Kelly T. Hughes, Plos Genetics, 2014. DOI: pgen.1004800
A Helmholtz Fertőzéskutató Központ:
A Helmholtz Fertőzéskutató Központban (HZI) a tudósok tanulmányozzák a fertőzések mechanizmusait és azok védekezését. Mi változtatja kórokozókká a baktériumokat vagy vírusokat: Ennek megértésével kulcsot kell adni az új gyógyszerek és oltások kifejlesztéséhez. http://www.helmholtz-hzi.de
A "Salmonella fertőzésbiológiája" junior kutatócsoport a baktériumok támadási taktikáit kutatja a HZI-ben - új stratégiák kidolgozása érdekében a bakteriális fertőzések ellen.