Studie lokaliseert een gen dat chlamydia in staat stelt DNA op te pikken uit de gastheeromgeving

Direct, de belangrijkste antibiotica voor de behandeling van chlamydia zijn doxycycline en azithromycine, maar deze zijn vergelijkbaar met wat u zou nemen voor rugacne of een luchtweginfectie, respectievelijk. Die medicijnen hebben niet alleen invloed op chlamydia, maar ze beïnvloeden ook veel andere microben, inclusief uw microbioom. Dus, terwijl er voldoende medicijnen zijn om uw chlamydia-infectie te elimineren, je verstoort mogelijk ook je natuurlijke flora. Het is van vrij groot belang om een ​​geneesmiddel te ontwikkelen dat specifiek kan zijn voor chlamydia. We leren steeds meer dat homeostase van je darmen, van de microflora van je lichaam, dat is belangrijk voor de gezondheid.

Hoofdauteur Scott LaBrie, een doctoraatsstudent in de afdeling Moleculaire Biowetenschappen aan de KU

LaBrie's medewerkers in het onderzoek gepresenteerd in mBio waren KU-afstudeerstudenten Zoë Dimond, Kelly Harrison, Srishti Baid, postdoctoraal wetenschapper Jason Wickstrum, en met P. Scott Hefty, hoogleraar moleculaire biowetenschappen. De KU-onderzoekers van het Hefty Lab werkten ook samen met co-auteur Robert Suchland van de University of Washington.

"Om ziekte te veroorzaken, chlamydia moet een gastheercel binnendringen en zichzelf beschermen tegen de afweer van de gastheer, terwijl het zich ook in grote aantallen vermenigvuldigt, zodat het zich naar de omliggende cellen kan verspreiden, "De corresponderende auteur Hefty zei. "De mechanismen die veel bacteriën gebruiken om ziekte te veroorzaken, worden vaak verkregen door nieuw DNA te delen en op te nemen, het molecuul waaruit de genen van een organisme bestaan. Tot nu, het is niet goed begrepen hoe chlamydia nieuw DNA verwerft. Echter, met behulp van een nieuw genetisch hulpmiddel, dit artikel identificeerde een gen waarmee chlamydia nieuw DNA uit de omgeving kan verkrijgen."

Het onderzoeksteam gebruikte een genetisch hulpmiddel genaamd "transposon-mutagenese" dat een mutatie in een enkel gen genereert. De onderzoekers verstoorden meer dan 80 genen in het chromosoom van de chlamydiabacterie, vervolgens waargenomen effecten op groei en infectie.

"Er is ongeveer 1, 000 genen die mogelijk verstoord kunnen worden, " Zei LaBrie. "Er zijn niet veel genetische hulpmiddelen ontwikkeld om de basisbiologie van chlamydia te onderzoeken. Dus, hierdoor kunnen we willekeurig individuele genen verstoren -- dan onderzoeken wat het effect of het fenotype is. Dat kan dan het belang van dat gen benadrukken en de rol die het kan spelen in het vermogen van het organisme om ziekte te veroorzaken."

LaBrie vergeleek het testen van de functionaliteit van chlamydia op moleculair niveau met experimenten op een militair voertuig.

"Dat is waar deze tool van pas komt, ' zei hij. 'Ik vergelijk het een beetje met een militaire Humvee. Als je geen idee had waar dat voertuig voor was, misschien kun je de koplampen eruit schoppen. En dan zou je merken dat hij alleen overdag reist, niet 's nachts. Als je de band laat knappen, het gaat misschien nergens heen. Als je dan zijn geweer uitschakelde, het zou alle kanten op kunnen rijden, maar het doodt niemand. Dat is ongeveer wat we doen met verschillende stukjes Chlamydia -- we verwijderen verschillende specifieke componenten, en dan observeren hoe dat zijn vermogen om te repliceren beïnvloedt, of infecteren en in de gastheercel terechtkomen, of hoe goed het de gastheer in het algemeen infecteert."

Gebruikmakend van dit eliminatieproces, zowel in petrischalen als muismodellen, het team isoleerde één cruciaal gen in chlamydia dat codeert voor een eiwit dat nieuw DNA verwerft uit zijn gastheeromgeving, genaamd "ct339."

"De mutatie in dit gen bood de mogelijkheid om bewijs te genereren dat zonder het intacte gen, chlamydia kon geen nieuw genetisch materiaal meer verwerven dat helpt bij de aanpassing aan zijn omgeving, inclusief gastheer verdediging, ' zei Heftig.

LaBrie noemde het onderzoek 'fundamenteel metselwerk'.

"We hopen dat deze tool verschillende genen en hun producten kan benadrukken, die vervolgens zouden kunnen worden gericht op therapieën, " zei hij. "Het kan zijn dat er binnen deze bibliotheek van mutanten iets zou kunnen komen als een absoluut mechanisme dat wordt gebruikt voor virulentie, dat vervolgens het doelwit zou kunnen zijn - ofwel door een medicijn dat dat eiwit zou kunnen binden en remmen om het uit te voeren. zijn functie, of door iets aan de oppervlakte te identificeren dat als doelwit kan worden gebruikt voor een vaccin. Algemeen, dit is meestal basiswetenschap, maar het zou kunnen helpen bij het ontwikkelen van doelen voor toekomstige therapieën."

LaBrie, die uit Sacramento komt, Californië, en ging naar de Haskell Indian Nations University voor zijn niet-gegradueerde studies voordat hij naar de KU kwam, zei dat hij hoopte volgend voorjaar te promoveren. Daarna, hij is van plan om met zijn vrouw naar Alaska te verhuizen, waar hij zijn onderzoekscarrière wil voortzetten.

• Blootstelling aan een lage dosis antibiotica kan grote gevolgen hebben voor darmbacteriën
• Studie werpt licht op hoe menselijke darmmicroben bewerkte voedingsmiddelen afbreken