Vienos rūšies chlamidijų baltymai manipuliuoja žmogaus ląstelėmis dviem skirtingais būdais

Kai Chlamydia trachomatis, bakterija, sukelianti vieną iš labiausiai paplitusių lytiškai plintančių infekcijų visame pasaulyje, užkrečia žmogaus ląstelę, jis pagrobia šeimininko dalis, kad aplink save sukurtų apsauginius sluoksnius.

Šios laikinos tvirtovės viduje, klaida auga ir dauginasi, galiausiai sprogo ieškodami naujo taikinio ir užmušdami ląstelę šeimininkę. Nors mokslininkai daugelį metų žinojo, kad chlamidijos taip apsisaugo, jiems iki šiol trūko mechanikų.

Tyrėjai iš Duke universiteto ir MRC molekulinės biologijos laboratorijos Kembridže, JK, parodė, kad vienas chlamidijų baltymas, žinomas kaip „ChlaDUB1“, sugeba manipuliuoti žmogaus ląstelėmis dviem skirtingais būdais, bent vienas iš jų yra būtinas klestėti šeimininko viduje.

Šios savaitės išvados Gamtos mikrobiologija galėtų nutiesti kelią chlamidiozei gydyti mažiau antibiotikų.

Tyrime bendradarbiavo struktūriniai biologai, vadovaujami Davido Komanderio iš MRC molekulinės biologijos laboratorijos ir Duke universiteto chlamidijų ekspertų. Iš pradžių, Komanderis ir doktorantas Jonathanas Pruneda, dabar yra Oregono sveikatos ir mokslo universiteto docentas, susisiekė su kunigaikščiu profesoriumi Rafaelu Valdivija, Pagrindinio mokslo prodekanas, aptarti ChlaDUB1 baltymą, prie kurių Valdivijos komanda dirbo anksčiau.

ChlaDUB1 yra viena iš baltymų grupės, kurią sukuria chlamidijos, kad sutrikdytų ląstelių šeimininko funkciją. Komanderis, Pruneda, ir kolegos nustatė, kad baltymas yra fermentas, deubikvitinazė, kuris pašalina ubikvitiną, mažas baltymas, kurį žmogaus ląstelės prijungia prie kitų baltymų, kad juos suaktyvintų arba nurodytų, kad tie baltymai turėtų būti suplėšyti. Žmogaus ląstelės naudoja ubikvitiną signalams siųsti, daugelis jų yra svarbūs uždegiminiam atsakui į patogenus, tokius kaip chlamidijos.

Komandero grupė, toliau tyrinėdama ChlaDUB1 fermento formą, nustatė, kad jis taip pat gali modifikuoti baltymus acetilindamas, kad sutrikdytų žmogaus ląstelių keliamus signalus kovojant su infekcija.

„Užuot gaminęs du baltymus, toks, kuris turi deubikvitinazės aktyvumą, ir atskiras, turintis acetilinimo aktyvumą, jie sujungė tai į tą patį baltymą, “ - sakė bendraautorius Robertas Bastidas. docentas mokslininkas, priklausantis Duke'o Valdivijos grupei.

Chlamidiozė nepanaši į kitas bakterijas, nes ji negali išgyventi pati už žmogaus ląstelės ribų, - paaiškino Bastidas. Jis sakė, kad tikėtina, kad klaida atmetė dideles savo genomo dalis, kad galėtų geriau išgyventi šeimininko ląstelių viduje. Jis kelia hipotezę, kad bakterija sutaupo vietos naudojant šį sumaišytą baltymą, vienintelis chlamidijų baltymas, turintis šias dvi funkcijas.

Nors buvo aišku, kad „ChlaDUB1“ gali atlikti abi funkcijas, Bastidas ir jo kolegos iš „Duke“ norėjo sužinoti, ką fermentas veikia šeimininko viduje chlamidijų infekcijos metu. Mokslininkai užkrėtė žmogaus ląsteles laukinio tipo chlamidijomis, taip pat su mutantų padermėmis, turinčiomis sugadintas „ChlaDUB1“ kopijas.

Kai chlamidijos pastatys savo tvirtovę ląstelėje šeimininke, jis suskaido ląstelės šeimininkės Golgi aparatą ir manevruoja gabalus aplink save. „Golgi“ aparatas yra ląstelių skyrius, kuris paprastai lieka šalia ląstelės branduolio ir modifikuoja baltymus, pridėdamas cukrų, kurie naudojami kaip bagažo žymos, nurodančios, ar baltymai turėtų patekti į plazmos membraną, ar į kitą ląstelių skyrių. Neaišku, kodėl bakterija apsupta Golgi gabalėlių, galbūt naudoti cukrų ir riebalus savo augimui, bet tai vienintelė žinoma bakterija, kuri tai daro.

Mokslininkų atliktuose infekcijų tyrimuose laukinio tipo chlamidijos susmulkino Golgi, kaip įprasta. Tačiau užsikrėtus klaidai, turinčiai mutantinį fermentą, žmogaus ląstelių Golgi liko nepažeistas, tai rodo, kad ChlaDUB1 veikla yra būtina šiam Chlamydia infekcijos aspektui.

„Bastidas“ taip pat teigia, kad ChlaDUB1 gebėjimas pašalinti ubikvitiną iš baltymų šeimininko apsaugo Chlamydia nuo šeimininko uždegiminio atsako.

Kitas, tyrėjai nori rasti vaistą, kuris konkrečiai sutrikdys ChlaDUB1 funkciją, taip sulėtėja bakterijų gebėjimas kovoti su šeimininko imuninės sistemos ataka. „Jei sukuriame šiuos inhibitorius ir jie yra pakankamai specifiniai, tada mums nereikės vartoti antibiotikų "arba bent jau mažiau jų, - pasakė Bastidas.

Pasaulyje, kuriame antibiotikų vartojimas gali sukelti atsparumą antibiotikams arba sutrikdyti subtilų makšties ir šlapimo takų mikrobiomą, kur Chlamidijos mieliau gyvena, Bastidas sako, kad labiau pritaikyta terapija gali būti geresnė priemonė kovoti su infekcija.

• Mokslininkas laimėjo apdovanojimą už tyrimus bendrosios mikrobiotos srityje
• Mokslininkai tiria, kaip plataus spektro antibiotikų terapija veikia žarnyno bakterijų sąveiką