Как болезнетворные бактерии переносят пращи и стрелы инфекции

Инфекционные заболевания — основная причина смертности во всем мире. Во время инфекции бактерии испытывают множество различных стрессов — одни от самого хозяина, другие от совместных колонизирующих микробов, а другие от методов лечения, используемых для лечения инфекции. В этой гонке вооружений, чтобы перехитрить своих конкурентов, бактерии выработали механизмы, позволяющие выжить перед лицом невзгод. Одним из таких механизмов является строгий ответ. Понимание того, как контролируется активация строгого пути ответа, может дать подсказки для лечения инфекции.


В новом исследовании, опубликованном на этой неделе онлайн в журнале Труды Национальной академии наук, Бывший аспирант Университета Карнеги-Меллона Сурья Д. Аггарвал и его советник, доцент биологических наук Луиза Хиллер, заметили, что делеция гена, участвующего в ремоделировании поверхности, вызвала зависимый от стресса дефект роста в человеческом патогене, что нелегко объяснить . Расшифровка биологического механизма, лежащего в основе этого дефекта, привела к международному сотрудничеству между Carnegie Mellon, Universidade NOVA de Lisboa (Португалия) и университетом Warwick (Великобритания). Совместные усилия объединили опыт команды Карнеги-Меллона в патогенезе с опытом доцента Серджио Филипе из Университета NOVA de Lisboa и работы адъюнкт-профессора Уорикского университета Адриана Ллойда в области состава и биосинтеза стенок бактериальных клеток и связанных с ними биохимических процессов.

«Это был один из самых веселых и захватывающих проектов в моей карьере», — сказал Хиллер.

В рамках совместного проекта было установлено, что транспортные РНК (тРНК) служат в качестве важнейшего компонента в контроле активации строгого пути ответа. тРНК играют решающую роль в : они помогают декодировать генетическую информацию в , строительные блоки белков.

Однако иногда они могут совершить ошибку, когда носитель тРНК и строительный блок аминокислоты не соответствуют друг другу, что делает комбинацию токсичной. В стрессовых условиях тРНК совершают больше ошибок, и накопление этих ошибок является триггером для строгого ответа. Этот биологический процесс похож на неисправность на сборочной линии, которая приводит к дефектам в конечном произведенном продукте.

Многие бактерии имеют толстую клеточную стенку на своей поверхности. Аминокислоты являются ключевым компонентом этой структуры, и это исследование показало, что , участвующий в добавлении аминокислот к этой клеточной стенке, MurM, демонстрирует сильное предпочтение тРНК, загруженной несовпадающими строительными блоками. Направляя эти токсичные блоки на синтез клеточной стенки, а не на трансляцию, MurM выполняет роль менеджера по контролю качества, который гарантирует, что поточная линия остается безошибочной, а производственный процесс может продолжаться.

В отсутствие MurM при стрессе активируют строгий ответ легче, чем родительский штамм. Эти данные свидетельствуют о том, что MurM служит привратником этого пути стрессовой реакции.

«Это очень полезно, когда неожиданные интригующие наблюдения объясняются простой и ясной моделью», — сказал Филипе. «Предложение о том, что может использоваться для предотвращения накопления токсичных соединений, весьма захватывающе. Интересно, какие еще сюрпризы появятся в результате изучения поверхности бактериальных клеток».

«Чтобы исследовать это дальше, мы провели параллели между бактериями, которые мы изучаем, и другими видами, которые не кодируют MurM», — сказал Аггарвал, который сейчас работает докторантом в Медицинском центре Лангоне при Нью-Йоркском университете. В большинстве сфер жизни, включая клетки человека, патологические последствия этих токсичных тРНК смягчаются с помощью AlaXp, фермента, который также исправляет дефект, отделяя тРНК от неправильно спаренного строительного блока.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments