Spezifische bakterielle sRNA spielt eine Schlüsselrolle bei der Symbiose zwischen Vibrio fischeri und Tintenfisch

Bakterien, die symbiotisch im hawaiianischen Bobtail-Tintenfisch leben, können den Wirtskalmar dazu bringen, sein normales Genexpressionsprogramm zu ändern, um ein einladenderes Zuhause zu schaffen. laut einer neuen Studie veröffentlicht in PLoS Biologie von Forschern der University of Hawai'i (UH) an der Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST).

Nahezu jeder Organismus und jede Umgebung beherbergt eine Sammlung symbiotischer Mikroben – ein Mikrobiom – die ein integraler Bestandteil der ökologischen und menschlichen Gesundheit sind.

Bei Bakterien, Small RNA (sRNA) ist ein Schlüsselelement, das die Genexpression in den mikroskopischen Organismen beeinflusst, jedoch, Es gibt kaum Hinweise darauf, dass nützliche Bakterien diese Moleküle verwenden, um mit ihren tierischen Wirten zu kommunizieren.

In der neuen Studie Hauptautorin Silvia Moriano-Gutierrez, Postdoc am Pacific Biosciences Research Center des SOEST, und Co-Autoren fanden heraus, dass eine spezifische bakterielle sRNA, die typischerweise für die Qualitätskontrolle der Proteinproduktion des Bakteriums verantwortlich ist, eine wesentliche Rolle bei der Symbiose zwischen Vibrio fischeri und dem Tintenfisch spielt.

Der hawaiianische Bobtail-Tintenfisch rekrutiert V. fischeri, um das Lichtorgan des Tintenfischs zu bewohnen. denn die Bakterien leuchten und tarnen den Tintenfisch bei seiner nächtlichen Jagd.

Durch RNA-Sequenzierung, Die Wissenschaftler fanden im Blut von Tintenfischen sRNA-Sequenzen, die von Bakterien produziert wurden, die das Lichtorgan bewohnen, und fanden eine hohe Konzentration einer spezifischen sRNA in den Wirtszellen, die die Krypten auskleiden, in denen die Bakterien leben.

„Das Vorhandensein dieser speziellen sRNA führt zu einer ‚Beruhigung‘ der Immunreaktion des Tintenfischs, was die Möglichkeit für die Bakterien erhöht, das Wirtsgewebe dauerhaft zu besiedeln, und entfalten ihre wohltuende Wirkung, " sagte Dr. Moriano-Gutierrez.

"Diese Arbeit zeigt das Potenzial der sRNAs eines bakteriellen Symbionten, nicht nur seine eigenen Aktivitäten zu kontrollieren, sondern auch kritische Reaktionen auszulösen, die eine friedliche Partnerschaft mit seinem Wirt fördern."

Die Forscher, darunter Co-Autor und UH Mānoa-Student Leo Wu, bestimmt, wie Bakterien ihre äußeren Membranvesikel mit sRNA beladen, die in die Zellen transportiert werden, die die Symbiontenpopulation im Lichtorgan umgeben – und die antimikrobielle Aktivität des Tintenfischs genau an der richtigen Stelle verringern.

„Es war unerwartet, eine gemeinsame bakterielle sRNA zu finden, die sich für eine Haushaltsfunktion im Bakterium entwickelt hatte, um während der Initiierung der Symbiose spezifisch in eine Bakterium-Wirt-Kommunikation zu rekrutieren. " sagte Dr. Moriano-Gutierrez.

Wir gehen davon aus, dass die Erkennung und Reaktion eines Wirts auf spezifische sRNAs von Symbionten zu einem wichtigen neuen Kommunikationsweg zwischen Bakterien und dem von ihnen bewohnten tierischen Gewebe werden wird. Andere Symbionten-RNAs, die in Wirtszellen gelangen, müssen noch erforscht werden."

Silvia Moriano-Gutierrez, Studienleiter und Postdoc, Forschungszentrum für pazifische Biowissenschaften, School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST)

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