Štúdia presne určuje gén, ktorý umožňuje chlamýdiám zachytiť DNA z hostiteľského prostredia

Podľa Centier pre kontrolu a prevenciu chorôb chlamydia trachomatis je najčastejšie hlásenou sexuálne prenosnou bakteriálnou chorobou v USA, v roku 2017 celkovo 1,7 milióna prípadov. Sadzby sú najvyššie u mladistvých a mladých dospelých. Neošetrené, chlamýdie môžu spôsobiť slepotu a sterilitu. Mimo USA, chlamýdie sú celosvetovo vedúcou sexuálne prenosnou infekciou.

Nedávny dokument tímu molekulárnych biológov so sídlom na univerzite v Kansase identifikoval gén, ktorý umožňuje chlamýdiám absorbovať DNA z hostiteľského prostredia.

Práve teraz, hlavnými antibiotikami na liečbu chlamýdií sú doxycyklín a azitromycín, ale sú podobné tým, ktoré by ste zobrali na akné chrbta alebo infekciu dýchacích ciest, resp. Tieto lieky ovplyvňujú nielen chlamýdie, ale ovplyvňujú aj mnoho ďalších mikróbov, vrátane vášho mikrobiómu. Takže, aj keď existuje dostatok liekov na odstránenie vašej chlamýdiovej infekcie, potenciálne tiež narúšate svoju prirodzenú flóru. Vyvinutie terapeutika, ktoré môže byť špecifické pre chlamýdie, má veľký význam. Stále viac sa učíme o homeostáze vášho čreva, mikroflóry vášho tela, to je dôležité pre zdravie.

Hlavný autor Scott LaBrie, doktorand na Katedre molekulárnych biologických vied KU

LaBrieho spolupracovníci na výskume predstavenom v mBio boli postgraduálni študenti Zoë Dimond, Kelly Harrison, Srishti Baid, postdoktorand Jason Wickstrum, a s P. Scottom Heftym, profesor molekulárnych biologických vied. Vedci KU z Hefty Lab spolupracovali aj so spoluautorom Robertom Suchlandom z Washingtonskej univerzity.

„Aby sme spôsobili chorobu, chlamydia musí vstúpiť do hostiteľskej bunky a chrániť sa pred obranou hostiteľa, pričom sa tiež replikuje vo veľkom počte, aby sa mohla rozšíriť do okolitých buniek, "povedal zodpovedajúci autor Hefty." Mechanizmy, ktoré mnohé baktérie používajú na vyvolanie chorôb, sa často získavajú zdieľaním a prijímaním novej DNA, molekula, ktorá tvorí gény organizmu. Do teraz, nebolo dobre pochopené, ako chlamýdie získavajú novú DNA. Avšak, pomocou nového genetického nástroja, tento dokument identifikoval gén, ktorý umožňuje chlamýdiám získať novú DNA z okolitého prostredia. “

Výskumný tím použil genetický nástroj nazývaný „transpozónová mutagenéza“, ktorý generuje mutáciu v jednom géne. Vedci narušili viac ako 80 génov v chromozóme baktérie chlamydia, potom pozorované účinky na rast a infekciu.

„Je ich zhruba 1, 000 génov, ktoré môžu byť potenciálne narušené, „Povedal LaBrie.“ Na vyšetrenie základnej biológie chlamýdií nebolo vyvinutých príliš veľa genetických nástrojov. Takže, to nám umožňuje náhodne narušiť jednotlivé gény - potom skúmať, aký je účinok alebo fenotyp. To potom môže zdôrazniť dôležitosť tohto génu a úlohu, ktorú môže hrať v schopnosti organizmu spôsobovať choroby. "

LaBrie porovnávala testovanie funkčnosti chlamýdií na molekulárnej úrovni s experimentmi na vojenskom vozidle.

„Tu prichádza na rad tento nástroj, „povedal.“ Trochu to prirovnávam k vojenskému Humvee. Ak ste nevedeli, na čo toto vozidlo slúži, možno by si dokázal vykopnúť jej svetlomety. A potom by ste si všimli, že cestuje iba cez deň, nie v noci. Ak ti praskne pneumatika, možno to nikam nepôjde. Potom, ak ste vyrazili jeho zbraň, mohlo by to jazdiť po celom mieste, ale nikoho to nezabije. To je to, čo robíme s rôznymi kúskami chlamydií - vyraďujeme rôzne špecifické komponenty, a potom pozorovať, ako to ovplyvňuje jeho schopnosť replikovať sa, alebo nakaziť a dostať sa do hostiteľskej bunky, alebo ako dobre robí celkovú infekciu hostiteľa. “

Použitím tohto procesu eliminácie v Petriho miskách a modeloch myší, tím izoloval jeden kritický gén v chlamýdiách, ktorý kóduje proteín, ktorý získava novú DNA zo svojho hostiteľského prostredia, s názvom „ct339“.

„Mutácia v tomto géne poskytla príležitosť vytvoriť dôkaz, že bez intaktného génu chlamýdie už nedokázali získať nový genetický materiál, ktorý pomáha adaptácii na prostredie, vrátane obrany hostiteľa, "Povedal Hefty.

LaBrie nazvala výskum „základným murivom“.

„Dúfame, že tento nástroj dokáže zvýrazniť rôzne gény a ich produkty, ktoré by potom mohli byť zamerané na terapeutiká, "povedal." Je možné, že v tejto knižnici mutantov bude niečo, čo by mohlo vyjsť ako absolútny mechanizmus používaný na virulenciu, na ktorý by sa potom dalo zamerať - buď nejakým liekom, ktorý by mohol viazať a inhibovať vykonávanie tohto proteínu jeho funkcia, alebo identifikáciou niečoho, čo je na povrchu, na ktoré je možné zamerať vakcínu. Celkovo toto je väčšinou základná veda, ale mohlo by to pomôcť vyvinúť ciele pre budúce terapeutiká. “

LaBrie, kto pochádza zo Sacramenta, Kalifornia, a pred príchodom na KU navštevoval bakalárske štúdium na Haskellovej univerzite indických národov, povedal, že dúfa, že budúci rok na jar získa doktorát. Potom, plánuje sa so svojou manželkou presťahovať na Aljašku, kde chce pokračovať vo svojej výskumnej kariére.

• Nízka dávka antibiotík môže mať veľký vplyv na črevné baktérie
• Štúdia objasňuje, ako ľudské črevné mikróby rozkladajú spracované potraviny