Yksi Chlamydia -proteiinin tyyppi manipuloi ihmissoluja kahdella eri tavalla

Kun Chlamydia trachomatis, bakteeri, joka aiheuttaa yhden yleisimmistä sukupuolitaudeista maailmanlaajuisesti, tartuttaa ihmissolun, se kaappaa isännän osat rakentaakseen suojakerroksia ympärilleen.

Tämän väliaikaisen linnoituksen sisällä, vika kasvaa ja lisääntyy, lopulta purskahti etsimään uutta kohdetta ja tappoi isäntäsolun. Vaikka tiedemiehet ovat jo vuosia tienneet, että klamydia suojaa itseään tällä tavalla, heiltä puuttui mekaniikka tähän asti.

Duken yliopiston ja Cambridgen MRC -molekyylibiologian laboratorion tutkijat, Iso -Britannia, ovat osoittaneet, että yksi klamydiaproteiini, tunnetaan nimellä ChlaDUB1, kykenee manipuloimaan ihmissoluja kahdella eri tavalla, joista ainakin yksi vaikuttaa välttämättömältä menestyäkseen isäntänsä sisällä.

Tämän viikon tulokset Luonnon mikrobiologia voisi tasoittaa tietä klamydian hoidolle vähemmän antibiooteilla.

Rakennebiologit, joita johtivat David Komander MRC -molekyylibiologian laboratoriosta ja Duke -yliopiston klamydia -asiantuntijat, tekivät yhteistyötä tutkimuksessa. Aluksi Komander ja tutkijatohtori Jonathan Pruneda, nyt apulaisprofessori Oregonin terveys- ja tiedeyliopistossa, otti yhteyttä herttuaprofessori Raphael Valdiviaan, Perustieteen varadekaani, keskustella ChlaDUB1 -proteiinista, jota Valdivian tiimi oli työskennellyt aiemmin.

ChlaDUB1 on yksi proteiiniluokista, jonka Chlamydia tuottaa isäntäsolun toiminnan häiritsemiseksi. Komander, Pruneda, ja kollegat havaitsivat, että proteiini on entsyymi, deubikvitinaasi, joka poistaa ubikitiinin, pieni proteiini, jonka ihmissolut kiinnittävät muihin proteiineihin aktivoidakseen ne tai osoittaakseen, että kyseiset proteiinit tulisi repiä. Ihmissolut käyttävät ubikvitiiniä signaalien lähettämiseen, joista monet ovat tärkeitä tulehduksellisille vasteille patogeeneille, kuten klamydialle.

Komanderin ryhmä päätti ChlaDUB1 -entsyymin muodon lisätutkimusten perusteella, että se voi myös muuttaa proteiineja asetyloimalla häiritäkseen ihosolujen hälytyksiä torjumaan infektioita.

"Sen sijaan, että valmistettaisiin kaksi proteiinia, sellainen, jolla on deubikvitinaasiaktiivisuus, ja erillinen, jolla on asetylointiaktiivisuus, he ovat yhdistäneet sen samaan proteiiniin, "sanoi yhteistyökumppani Robert Bastidas, apulaisprofessori, joka on osa Duken Valdivian ryhmää.

Klamydia on toisin kuin muut bakteerit, koska se ei voi selviytyä yksin ihmissolun ulkopuolella, Bastidas selitti. Hän sanoi, että vika on todennäköisesti poistanut suuria osia genomistaan ​​selviytyäkseen paremmin isäntäsolujen sisällä. Hän olettaa, että bakteeri säästää tilaa tällä murskatulla proteiinilla, ainoa klamydiaproteiini, jolla on havaittu olevan nämä kaksi toimintoa.

Vaikka oli selvää, että ChlaDUB1 pystyi molempiin toimintoihin, Bastidas ja hänen kollegansa Dukessa halusivat tietää, mitä entsyymi teki isännässään klamydia -infektion aikana. Tutkijat tartuttivat ihmissolut villityypin klamydiaan, samoin kuin mutanttikannat, joissa on viallisia ChlaDUB1 -kopioita.

Kun klamydia on rakentanut linnoituksensa isäntäsoluun, se rikkoo isäntäsolun Golgi -laitteen ja ohjaa palasia itsensä ympärille. Golgi -laite on solulokero, joka tyypillisesti pysyy lähellä solun ydintä ja muuttaa proteiineja lisäämällä sokereita, jotka toimivat matkatavaratunnisteina, jotka osoittavat, pitäisikö proteiinien mennä plasmakalvoon vai johonkin muuhun solulokeroon. Ei ole selvää, miksi bakteeri ympäröi itsensä Golgi -palasilla, ehkä käyttää sokereita ja rasvoja omaan kasvuun, mutta se on ainoa tiedossa oleva bakteeri.

Tutkijoiden infektiotutkimuksissa villityyppi Chlamydia pilkoi Golgit tavalliseen tapaan. Mutta kun se tarttuu vikaan, joka kuljettaa mutanttia entsyymiä, ihmisen solujen Golgi pysyi ennallaan, mikä viittaa siihen, että ChlaDUB1:n aktiivisuus on välttämätöntä tämän klamydia -infektion suhteen.

Bastidas olettaa myös, että ChlaDUB1:n kyky poistaa ubikitiini isäntäproteiineista suojaa Chlamydiaa isännän tulehdusvasteelta.

Seuraava, tutkijat haluavat löytää lääkkeen, joka erityisesti häiritsee ChlaDUB1:n toimintaa, hidastaa siten bakteerien kykyä torjua isännän immuunijärjestelmän hyökkäyksiä. "Jos kehitämme näitä estäjiä ja ne ovat riittävän spesifisiä, silloin meidän ei tarvitse käyttää antibiootteja "tai ainakin käyttää vähemmän niitä, sanoi Bastidas.

Maailmassa, jossa antibioottien käyttö voi johtaa antibioottiresistenssiin tai emättimen ja virtsateiden herkän mikrobiomin häiriöihin, missä klamydia haluaa asua, Bastidas sanoo, että räätälöitympi hoito voisi osoittautua paremmaksi välineeksi infektioiden torjumiseksi.

• Tiedemies voittaa palkinnon kommensaalisen mikrobiston tutkimuksesta
• Tutkijat tutkivat, kuinka laajakirjoinen antibioottihoito vaikuttaa suolistobakteerien vuorovaikutukseen