Undersøgelse identificerer et gen, der gør det muligt for chlamydia at opfange DNA fra værtsmiljø

Ifølge Centers for Disease Control and Prevention, chlamydia trachomatis er den mest almindeligt rapporterede seksuelt overførte bakterielle sygdom i USA, i alt 1,7 millioner tilfælde i 2017. Satserne er højest blandt teenagere og unge voksne. Ubehandlet, klamydia kan forårsage blindhed og sterilitet. Ud over USA, klamydia er den førende seksuelt overførte bakterielle infektion på verdensplan.

En nylig artikel af et team af molekylærbiologer med hovedsæde ved University of Kansas fastslog et gen, der gør det muligt for chlamydia at optage DNA fra sit værtsmiljø.

Lige nu, de vigtigste antibiotika til behandling af klamydia er doxycyclin og azithromycin, men disse ligner det, du ville tage mod ryg acne eller en luftvejsinfektion, henholdsvis. Disse lægemidler påvirker ikke kun klamydia, men de påvirker også mange andre mikrober, inklusive dit mikrobiom. Så, mens der er tilstrækkelige lægemidler derude til at fjerne din chlamydia -infektion, du forstyrrer også din naturlige flora. Udvikling af et terapeutisk middel, der kan være specifikt for klamydia, er af temmelig stor betydning. Vi lærer mere og mere den homeostase af din tarm, af din krops mikroflora, det er vigtigt for sundheden.

Hovedforfatter Scott LaBrie, en ph.d. -studerende på Institut for Molekylær Biovidenskab ved KU

LaBrie's samarbejdspartnere i forskningen præsenteret i mBio var KU -kandidatstuderende Zoë Dimond, Kelly Harrison, Srishti Baid, postdoktor Jason Wickstrum, og med P. Scott Hefty, professor i molekylær biovidenskab. KU-forskerne fra Hefty Lab arbejdede også sammen med medforfatter Robert Suchland fra University of Washington.

"For at forårsage sygdom, klamydia skal ind i en værtscelle og beskytte sig mod værtsforsvar, mens den også replikerer i stort antal, så den kan sprede sig til omgivende celler, "sagde den tilsvarende forfatter Hefty." De mekanismer, som mange bakterier anvender til at forårsage sygdom, erhverves ofte ved at dele og optage nyt DNA, molekylet, der udgør en organismes gener. Indtil nu, det er ikke blevet godt forstået, hvordan chlamydia erhverver nyt DNA. Imidlertid, ved hjælp af et nyt genetisk værktøj, dette papir identificerede et gen, der gør det muligt for chlamydia at få nyt DNA fra dets omgivende miljø. "

Forskergruppen brugte et genetisk værktøj kaldet "transposon mutagenese", der genererer en mutation i et enkelt gen. Forskerne forstyrrede mere end 80 gener i chlamydia -bakteriens kromosom, så observerede virkninger på vækst og infektion.

"Der er cirka 1, 000 gener, der potentielt kan blive forstyrret, "LaBrie sagde." Der er ikke blevet udviklet ret mange genetiske værktøjer til at undersøge den grundlæggende biologi af klamydia. Så, dette giver os mulighed for tilfældigt at forstyrre individuelle gener - derefter undersøge, hvad effekten er eller fænotypen. Det kan derefter fremhæve betydningen af ​​det gen og den rolle, det kan spille for organismenes evne til at forårsage sygdom. "

LaBrie sammenlignede testning af chlamydias funktionalitet på molekylært niveau med forsøg på et militært køretøj.

"Det er her, dette værktøj kommer ind, "sagde han." Jeg sidestiller det lidt med en militær Humvee. Hvis du ikke anede, hvad bilen var til, du kan måske sparke forlygterne ud. Og så vil du bemærke, at den kun rejser i dagtimerne, ikke om natten. Hvis du popper dækket, det går måske ikke nogen steder. Så hvis du slog pistolen ud, den kører måske overalt, men det dræber ingen. Det er sådan noget vi gør med forskellige stykker Chlamydia - vi slår forskellige specifikke komponenter ud, og derefter observere, hvordan det påvirker dets evne til enten at replikere, eller inficere og komme ind i værtscellen, eller hvor godt det klarer sig med at inficere værten generelt. "

Ved hjælp af denne elimineringsproces både i petriskåle og musemodeller, holdet isolerede et kritisk gen i chlamydia, der koder for et protein, der erhverver nyt DNA fra sit værtsmiljø, kaldet "ct339."

"Mutationen i dette gen gav mulighed for at generere bevis for, at uden det intakte gen, klamydia kunne ikke længere erhverve nyt genetisk materiale, der hjælper med tilpasning til sit miljø, herunder værtsværn, "Sagde Heftig.

LaBrie kaldte forskningen "fundamentalt murværk".

"Vi håber, at dette værktøj kan fremhæve forskellige gener og deres produkter, som derefter kunne målrettes til terapi, "sagde han." Det kan være, at inden for dette bibliotek af mutanter ville der være noget, der kunne komme ud som en absolut mekanisme, der bruges til virulens, som derefter kunne målrettes - enten af ​​et lægemiddel, der kunne binde og hæmme det protein i at udføre dens funktion, eller ved at identificere noget på overfladen, der kan målrettes mod en vaccine. Samlet set, dette er for det meste grundvidenskab, men det kan hjælpe med at udvikle mål for fremtidige terapier. "

LaBrie, der stammer fra Sacramento, Californien, og deltog i Haskell Indian Nations University for sine bachelorstudier, før han kom til KU, sagde, at han håbede at få sin doktorgrad næste forår. Efter det, han planlægger at flytte til Alaska med sin kone, hvor han sigter mod at fortsætte sin forskningskarriere.

• Lavdosiseksponering for antibiotika kan have stor indvirkning på tarmbakterier
• Undersøgelse belyser, hvordan tarmmikrober fra mennesker nedbryder forarbejdede fødevarer