A Listeria virulenciájának titka nyomokat ad más halálos intracelluláris kórokozók működéséhez, UC Berkeley tudósai jelentették

A Listeria virulenciájának titka nyomokat ad más halálos intracelluláris kórokozók működéséhez, UC Berkeley tudósai jelentették
A Listeria virulenciájának titka nyomokat ad más halálos intracelluláris kórokozók működéséhez, UC Berkeley tudósai jelentették
Anonim

Sok halálos mikroba megtanulta, hogy a fertőzés elindításának kulcsa nem az, hogy megöli a gazdáját – legalábbis nem túl gyorsan.

Most a Kaliforniai Egyetem tudósai, Berkeley felfedezték, hogy egy mikroba, a Listeria monocytogenes hogyan képes kezelni ezt.

A Science e heti számában megjelent cikkben Daniel A. Portnoy, az egyetemi College of Letters & Science molekuláris és sejtbiológia professzora, valamint a School of Public He alth fertőző betegségek professzora, valamint doktori ösztöndíjas, Amy L.Decatur, írja le azt a trükköt, amellyel ezek a baktériumok kényelmesen élnek egy sejtben, amíg készen nem állnak arra, hogy kitörjenek és a fertőzést más sejtekre is átterjesszék.

A leletnek ezen a baktériumon túlmutató következményei is lehetnek, amely a listeriózisnak nevezett halálos betegséget okozza. A világ három legnagyobb fertőző gyilkosát – az AIDS-et, a tuberkulózist és a maláriát – mind olyan kórokozók okozzák, amelyek szorosan beépülnek a sejtekbe, és életük során pusztítást okoznak. Mégis, ezeket az intracelluláris kórokozókat nehéz tanulmányozni, mondta Portnoy.

"E betegségek egyikére sem létezik hatékony vakcina, részben azért, mert nehéz az intracelluláris kórokozókat tanulmányozni" - mondta. "A Listeria egy nagyszerű modellrendszer ezen intracelluláris hibák gazda-kórokozó kölcsönhatásának tanulmányozásához."

A listeria egy gyakori, de halálos baktérium, amely az elmúlt években a virsli, a sajt, a káposztalapát és más élelmiszerek szennyezőjeként került a címlapokra, évente több mint kétezer fertőzést és 500 halálesetet okozva.Bár az immunrendszer legyengült embereket sújtja a legjobban, az összesített halálozási arány körülbelül 20 százalék.

A Listeria baktériumok úgy hoznak létre fertőzést, hogy az immunrendszer sejtjeit, főként fagocitáknak nevezett scavenger sejteket rábírják, hogy bekeressék és lenyeljék őket, így végül egy buborékba záródnak a sejt testében. A baktériumok jóindulatúak lennének, ha izolálva maradnának a vakuólumban, mert a sejt ott megölheti őket. De végül kitörnek, és átveszik a gazdasejt gépezetét a fertőzés terjesztésére. A Listeria virulenciája egy pórusképző toxin, amely lehetővé teszi a baktériumok számára, hogy áttörjék a vakuólum falát, és bejussanak a sejt belsejébe, mondta Portnoy.

A nagy kérdés mindig is az volt, hogy a toxin, a listeriolysin O miért nem töri fel és nem pusztítja el a sejtet, kitéve a baktériumokat az immunrendszernek.

Több évvel ezelőtt egy posztdoktori munkatárs Portnoy laboratóriumában összehasonlította a listeriolyzin O-t egy hasonló pórusképző toxinnal, a perfringolizin O-val, amely a Clostridium perfringens extracelluláris baktériumból származik, amely gangrénát okoz.Sian Jones és Portnoy azt találta, hogy ha a Listeria normál toxinját perfringolizin O-val helyettesítették, a megváltozott baktériumok képesek voltak kijutni a vakuólumból, de ezután megölték a gazdasejtet. Emiatt a Listeria teljesen avirulens lett, mondta Portnoy, mivel az immunrendszer hatékonyan felszámolta a kitett baktériumokat.

Portnoy és Decatur összehasonlították a két toxin genetikai szekvenciáját, és megállapították, hogy a listeriolizin O egy extra fehérjét tartalmaz, amely úgy néz ki, mint egy címkét, amely számos organizmusban megtalálható, az élesztőtől az emberig, és gyakran elmondja a sejtnek. a fehérje szemét, és fel kell darabolni és újrahasznosítani. A címkét PEST-szekvenciának nevezik, ami a címkékre jellemző négy aminosavat jelenti.

A Listeria baktériumok nyilvánvalóan ellopták a címkét, és a toxinra helyezték, így a gazdasejt tisztítócsapata felismeri, és megsemmisítésre célozza, mielőtt esélyük lenne lyukakat készíteni a sejtmembránon.

"Ez egy nagyszerű példa arra, hogy a baktériumok hogyan használták ki a gazdaszervezet biológiáját, hogy fokozzák patogenitásukat" - mondta Portnoy.

A két tudós elegánsan bemutatta, hogy ez a Kártevő-szekvencia mennyire kritikus a Listeria virulenciája szempontjából. Amikor a PEST címkét úgy mutálták, hogy a sejt már nem ismerte fel, a mutáns baktériumok gyorsan elpusztították a gazdasejteket. A mutáns Listeria 10 000-szer kevésbé virulensnek bizonyult egerekben, mint a vadon élő Listeria baktériumok. Nyilvánvalóan az immunrendszer sejtjei eliminálták a mutáns baktériumokat, miután elpusztították gazdasejtjüket.

"A túlélés érdekében a kórokozónak védett rést kell fenntartania a gazdasejtben" - mondta Decatur. "Ennek eléréséhez a toxin a sejt saját gépezetét választotta, és egy címkét hajtott végre, amely azt mondja: "Kérem, szabaduljatok meg tőlem."

Portnoy és munkatársai felfedezték egy másik fontos fehérje szerepét a Listeria életciklusában. Amint a baktériumok kiszabadulnak a védővakuolumokból, átveszik a sejtek gépezetét, és valami csodálatosat tesznek. Üstökösszerű farkat generálnak, amelyek motorcsónakként lökdösik őket a sejt körül.Végül belecsapódnak a sejtmembránba, és egyik sejtből a másikba pattannak, terjesztve a fertőzést.

Míg az üstökösfarkokat több mint egy évtizede figyelték meg és fényképezték (a filmekhez lásd: http://cmgm.stanford.edu/theriot/movies.htm), két évvel ezelőtt Matthew D. Welch, egy asszisztens a Berkeley Egyetem molekuláris és sejtbiológia professzora és kollégái beszámoltak a farok készítésének részleteiről.

Úgy találták, hogy a farok akkor keletkezik, amikor a baktérium felszínén lévő fehérje, az ActA, kölcsönhatásba lép a gazdasejtfehérjék Arp2/3 komplexével. Az eredmény az aktin nevű vázfehérje gyors polimerizációja, amely felhalmozódik, és fizikailag továbbítja a sejt körül az újonnan képződött baktériumokat.

Welch, Portnoy és Justin Skoble végzős hallgató még tovább boncolgatta az ActA-t, és a The Journal of Cell Biology augusztus 7-i számában részleteket közölt arról, hogy a fehérje különböző részei hogyan látják el a különböző funkciókat, amelyek mindegyike kritikus fontosságú a kórokozó virulenciája.

"Az az elegáns ebben, hogy évmilliók során a baktériumok olyan egyedi fehérjéket fejlesztettek ki, amelyek képesek kihasználni a gazdasejt biológiáját irányító összetett folyamatokat" - mondta Portnoy.

A kutatást a National Institutes of He alth finanszírozta. Portnoy egyike annak a több száz UC Berkeley-kutatónak, aki részt vesz az egyetem Egészségtudományi Kezdeményezésében, amely számos terület tudósait vonzza a mai egészségügyi problémák megoldására.

MEGJEGYZÉS: További információkért lásd a Portnoy webhelyét:

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