Один тип белка Chlamydia манипулирует человеческими клетками двумя разными способами

Когда Chlamydia trachomatis, бактерия, вызывающая одну из самых распространенных инфекций, передаваемых половым путем, во всем мире, заражает человеческую клетку, он захватывает части хозяина, чтобы создать вокруг себя защитные слои.

Внутри импровизированной крепости ошибка растет и размножается, в конечном итоге вырывается на поиски новой цели и убивает клетку-хозяина. Хотя ученые годами знали, что хламидиоз защищает себя таким образом, им не хватало механики до сих пор.

Исследователи из Университета Дьюка и Лаборатории молекулярной биологии MRC в Кембридже, СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО, показали, что один белок хламидии, известный как ChlaDUB1, способен манипулировать клетками человека двумя разными способами, по крайней мере, один из которых, по-видимому, необходим для процветания внутри своего хозяина.

Результаты, опубликованные на этой неделе в Природная микробиология может проложить путь к лечению хламидиоза меньшим количеством антибиотиков.

В исследовании участвовали структурные биологи под руководством Дэвида Командера из лаборатории молекулярной биологии MRC и эксперты по хламидиям Университета Дьюка. Изначально, Командер и научный сотрудник Джонатан Прунда, сейчас доцент Орегонского университета здоровья и науки, связался с герцогом профессором Рафаэлем Вальдивией, Заместитель декана по фундаментальным наукам, чтобы обсудить белок ChlaDUB1, над которым команда Вальдивии работала раньше.

ChlaDUB1 - это один из класса белков, вырабатываемых хламидиями для нарушения функции клетки-хозяина. Командер, Пруна, и коллеги обнаружили, что белок - это фермент, деубиквитиназа, который удаляет убиквитин, небольшой белок, который человеческие клетки прикрепляют к другим белкам, чтобы активировать их или указать, что эти белки должны быть разорваны. Человеческие клетки используют убиквитин для передачи сигналов, многие из них важны для воспалительной реакции на патогены, такие как хламидиоз.

Группа Командера в ходе дальнейшего изучения формы фермента ChlaDUB1 определила, что он также может модифицировать белки с помощью ацетилирования, чтобы нарушить сигнализацию, которую человеческие клетки поднимают для борьбы с инфекцией.

"Вместо того, чтобы делать два белка, один с активностью деубиквитиназы и отдельный с активностью ацетилирования, они объединили это в один и тот же белок, "сказал соавтор Роберт Бастидас, доцент-исследователь, входящий в группу Вальдивии в Duke.

Хламидиоз отличается от других бактерий тем, что не может выжить самостоятельно за пределами клетки человека. Бастидас объяснил. Он сказал, что вполне вероятно, что жук отбросил большую часть своего генома, чтобы лучше выжить в клетках-хозяевах. Он выдвигает гипотезу, что бактерия экономит место с помощью этого протеинового пюре. единственный белок хламидии, который, как было обнаружено, выполняет эти две функции.

Хотя было ясно, что ChlaDUB1 может выполнять обе функции, Бастидас и его коллеги из Duke хотели узнать, что делает фермент внутри своего хозяина во время заражения хламидиозом. Исследователи заразили человеческие клетки хламидиями дикого типа, а также с мутантными штаммами, несущими дефектные копии ChlaDUB1.

Как только хламидия построит свою крепость внутри клетки-хозяина, он разрушает аппарат Гольджи клетки-хозяина и перемещает части вокруг себя. Аппарат Гольджи - это клеточный отсек, который обычно находится рядом с ядром клетки и модифицирует белки, добавляя сахара, которые служат багажными бирками, указывающими, должны ли белки попасть на плазматическую мембрану или в какой-либо другой клеточный отсек. Непонятно, почему бактерия окружает себя кусочками Гольджи, возможно, чтобы использовать сахар и жиры для собственного роста, но это единственная известная бактерия, которая так поступает.

В испытаниях ученых на инфекцию хламидии дикого типа порубили Гольджи, как обычно. Но при заражении клопом, несущим мутантный фермент, Гольджи человеческих клеток остался нетронутым, предполагая, что активность ChlaDUB1 необходима для этого аспекта хламидийной инфекции.

Бастидас также предполагает, что способность ChlaDUB1 удалять убиквитин из белков хозяина защищает хламидии от воспалительной реакции хозяина.

Следующий, исследователи хотят найти лекарство, которое конкретно нарушит функцию ChlaDUB1, тем самым замедляя способность бактерий отражать атаки иммунной системы хозяина. «Если мы разработаем эти ингибиторы, и они будут достаточно специфичными, тогда нам не придется использовать антибиотики "или, по крайней мере, использовать их меньше, - сказал Бастидас.

В мире, где использование антибиотиков может привести к устойчивости к антибиотикам или нарушению тонкого микробиома влагалища и мочевыводящих путей, где предпочитает селиться хламидиоз, Бастидас говорит, что более индивидуальная терапия может оказаться лучшим средством борьбы с инфекцией.

• Ученый получил награду за исследования в области комменсальной микробиоты
• Ученые исследуют, как терапия антибиотиками широкого спектра действия влияет на взаимодействие кишечных бак…