Hogyan védekeznek a szalmonellabaktériumok a vas általi halál ellen

Hogyan védekeznek a szalmonellabaktériumok a vas általi halál ellen
Hogyan védekeznek a szalmonellabaktériumok a vas általi halál ellen
Anonim

2000. szeptember 29. – A kutatók egy túlélési mechanizmust fedeztek fel, amelyet a Salmonella baktériumok alkalmaznak a környezetben lévő magas vasszint észlelésére és védelmére. Az újonnan felfedezett vasérzékelő kétcsöves védelmet nyújt, mivel lehetővé teszi a Salmonellának, hogy kivédje a polimixin nevű antibiotikumot, amelyet egy talajmikroba termel. A kutatás tippet ad azokra az eszközökre, amelyeket a Salmonella használ a túléléshez és az ellenséges környezetben való boldoguláshoz.

A Howard Hughes Orvosi Intézet kutatója, Eduardo Groisman és munkatársai, a St. Louis-i Washingtoni Egyetem Orvostudományi Karának felfedezéséről a Cell folyóirat 2000. szeptember 29-i számában számoltak be.

A tudósok a PmrA/PmrB, a Salmonellában és más Gram-negatív baktériumokban található kétkomponensű szabályozórendszer működését vizsgálták. A baktériumok kétkomponensű szabályozórendszereket használnak a környezeti ingerek érzékelésére, és a különböző gének expressziójának aktiválásával vagy elnyomásával reagálnak ezekre az ingerekre. A PmrA/PmrB partnerségben a tudósok már tudták, hogy a PmrB a pár érzékelő eleme, de nem tudták, hogy milyen jel aktiválja a PmrB-t. "Tudtuk, hogy a PmrA/PmrB egy szabályozó rendszer, amely szabályozza a polimixin B antibiotikummal szembeni rezisztenciát" - mondta Groisman. "Korábban megállapítottuk, hogy a PmrA/PmrB-t egy másik, PhoP/PhoQ nevű kétkomponensű rendszer aktiválta."

A PmrB aktivációs jel természetére utaló nyom adódott, amikor a tudósok összehasonlították a PmrB érzékelő szegmensét élesztőgombák és emlősfehérjék vasmegkötő doménjeivel. Vizsgálataik kimutatták, hogy a PmrB fehérjeszekvenciákat vagy motívumokat is tartalmazott, amelyek reagálhatnak a vasra.

"Mivel a PmrA/PmrB rendszert vas aktiválta, úgy gondoltuk, hogy szükség van rá a növekedéshez mérgező vasszintek jelenlétében" - mondta Groisman. "Hasonlóan a PhoP/PhoQ rendszer alacsony magnéziumtartalom mellett aktiválódik, és szükséges a növekedéshez alacsony magnéziumban."

Kísérleteik során a tudósok kimutatták, hogy a vas kifejezetten a PmrA által aktivált géneket kapcsolja be. Azt is kimutatták, hogy a vas a PmrB fehérje periplazmatikus szegmenséhez kötődik, amely átnyúlik a sejtmembránon.

A Salmonella mutáns törzseivel végzett vizsgálatok során azt találták, hogy azok, amelyek hibásan működő PmrB szenzorfehérjéket tartalmaznak, amelyekből hiányzik a periplazmatikus szegmens, nem reagáltak az extracelluláris vasra. És felfedezték, hogy egy Salmonella törzs hibásan működik PmrA-val, amely túlságosan érzékeny a vas általi megölésre. Groisman és munkatársai azt is megállapították, hogy a vas gátolja azoknak a Salmonella törzseknek a növekedését, amelyekből hiányzik sem a PmrA, sem a PmrB működőképes változata, vagy bizonyos, a PmrA által aktivált gének.

"Meglepetés volt, hogy a PmrA/PmrB rendszer reagált a magas vaskoncentrációra, mert minden tankönyv azt mondja, hogy az alacsony vas elősegíti a bakteriális gének expresszióját" - mondta Groisman. Az ilyen reakciókban a baktériumok megpróbálják fenntartani a megfelelő belső vaskoncentrációt az alapvető bakteriális folyamatokhoz, mondta.

Groisman és munkatársai azt találták, hogy a PmrA/PmrB rendszer nagyon érzékeny a vasra, vagyis Fe3+-ra, szemben a vasassal, a Fe2+-szal, amely a sejtekben található forma. Például kimutatták, hogy a Salmonella olyan vegyszerekkel való kezelése, amelyek szelektíven eltávolították a Fe3+-t a sejtekből, megszüntette a PmrA által szabályozott gének egyikének transzkripcióját. A kutatók azt is kimutatták, hogy ezeket a géneket más, pozitív töltésű atomok, úgynevezett kationok nem aktiválják.

A védőreakciót aktiváló vaskoncentráció – mondta Groisman – jellemző a talajban és vízben található vaskoncentrációkra, amelyekkel a baktériumok találkoznak, miután elhagyták az állatok vagy emberek bélkörnyezetét.Magas vaskoncentrációt találhatnak az állatok és az emberek gyomrában is, mondta.

A vas elősegíti a polimixinnel szembeni rezisztenciát azáltal, hogy a PmrA-n keresztül működik, mondta Groisman. A feltételezések szerint az ilyen rezisztencia előnyösnek bizonyulhat a Salmonella számára, mivel megvédi azt a talajpolimixint termelő Paeniacillus polymyxa baktérium kémiai támadásaitól. Ez a jótékony hatás az evolúció során megmaradt volna, mert előnyt kínál – mondta Groisman.

Groisman szerint nagy kihívást jelent majd annak megértése, hogyan pusztítja el a vas a baktériumokat azáltal, hogy károsítja azok makromolekuláit, és hogyan működnek a védőgének. "Munkahipotézisünk az, hogy ezek a gének módosítják a baktériumok felszínét borító lipopoliszacharidot, így a vas nem kötődik hozzájuk" - mondta.

"Amellett, hogy segítenek megérteni a szalmonella és más Gram-negatív baktériumok – amelyek mindegyike rendelkezik PmrA/PmrB rendszerrel – védőmechanizmusát, ezek az eredmények segítenek megérteni azon környezetek természetét is, ahol a szalmonella virágzik, ha nem fertőz. állati vagy emberi gazda" - mondta.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei