Študija določa gen, ki klamidiji omogoča, da pobere DNK iz gostiteljskega okolja

Po podatkih centrov za nadzor in preprečevanje bolezni, klamidija trahomatis je najpogosteje prijavljena spolno prenosljiva bakterijska bolezen v ZDA, skupaj 1,7 milijona primerov v letu 2017. Stopnje so najvišje med najstniki in mladostniki. Neobdelano, klamidija lahko povzroči slepoto in sterilnost. Onkraj ZDA, klamidija je vodilna spolno prenosljiva bakterijska okužba po vsem svetu.

Nedavni članek skupine molekularnih biologov s sedežem na Univerzi v Kansasu je določil gen, ki klamidiji omogoča, da prevzame DNK iz svojega gostiteljskega okolja.

Takoj zdaj, glavna antibiotika za zdravljenje klamidije sta doksiciklin in azitromicin, vendar so podobne tistim, kar bi vzeli za akne na hrbtu ali okužbo dihal, oz. Ta zdravila ne vplivajo le na klamidijo, vplivajo pa tudi na številne druge mikrobe, vključno z vašim mikrobiomom. Torej, čeprav obstaja dovolj zdravil za odpravo okužbe s klamidijo, potencialno motite tudi svojo naravno floro. Razvoj terapevtskega sredstva, ki je lahko specifično za klamidijo, je zelo pomembnega pomena. Vedno bolj se učimo o homeostazi vašega črevesja, mikroflore vašega telesa, to je pomembno za zdravje.

Glavni avtor Scott LaBrie, doktorand na Oddelku za molekularne bioznanosti na KU

LaBriejevi sodelavci v raziskavi, predstavljeni leta mBio so bili podiplomski študentje KU Zoë Dimond, Kelly Harrison, Srishti Baid, podoktorski znanstvenik Jason Wickstrum, in s P. Scottom Heftyjem, profesor molekularne bioznanosti. Raziskovalci KU iz laboratorija Hefty so sodelovali tudi s soavtorjem Robertom Suchlandom z Univerze v Washingtonu.

"Da bi povzročili bolezen, klamidija mora vstopiti v celico gostitelja in se zaščititi pred obrambo gostitelja, hkrati pa se v velikem številu razmnoževati, da se lahko razširi na okoliške celice, "ustrezni avtor Hefty." Mehanizmi, ki jih številne bakterije uporabljajo za povzročanje bolezni, se pogosto pridobijo z izmenjavo in vnosom nove DNK, molekula, ki tvori gene organizma. Do zdaj, ni dobro razumljeno, kako klamidija pridobi novo DNK. Vendar pa z uporabo novega genetskega orodja, ta dokument je identificiral gen, ki klamidiji omogoča pridobivanje nove DNK iz okolice. "

Raziskovalna skupina je uporabila genetsko orodje, imenovano "transposon mutageneza", ki generira mutacijo v enem samem genu. Raziskovalci so v kromosomu bakterije klamidije motili več kot 80 genov, nato opazili učinke na rast in okužbo.

"Obstaja približno 1, 000 genov, ki bi jih lahko motili, "Je dejal LaBrie." Za raziskovanje osnovne biologije klamidije ni bilo razvitih veliko genetskih orodij. Torej, to nam omogoča, da naključno motimo posamezne gene - nato raziščemo, kakšen je učinek ali fenotip. To lahko nato poudari pomen tega gena in vlogo, ki bi jo lahko imel pri sposobnosti organizma, da povzroči bolezen. "

LaBrie je primerjal testiranje funkcionalnosti klamidije na molekularni ravni s poskusi na vojaškem vozilu.

"Tu pride to orodje, "je rekel." Nekako ga enačim z vojaškim Humveejem. Če niste vedeli, za kaj je to vozilo, morda lahko ugasnete njegove žaromete. In potem bi opazili, da potuje samo podnevi, ne ponoči. Če popnete pnevmatiko, morda ne bo šlo nikamor. Če ste izstrelili pištolo, lahko vozi povsod, pa nikogar ne ubije. To je tisto, kar počnemo z različnimi kosi klamidije - izločimo različne specifične komponente, in nato opazovanje, kako to vpliva na njegovo sposobnost, da se ponovi, ali okužijo in vstopijo v gostiteljsko celico, ali kako dobro vpliva na splošno okužbo gostitelja. "

Z uporabo tega procesa izločanja tako v petrijevkah kot pri modelih miši, ekipa je v klamidiji izolirala en kritičen gen, ki kodira protein, ki pridobi novo DNA iz svojega gostiteljskega okolja, z imenom "ct339".

"Mutacija v tem genu je dala priložnost za pridobivanje dokazov, da brez nepoškodovanega gena, klamidija ni mogla več pridobiti novega genskega materiala, ki bi pomagal pri prilagajanju na okolje, vključno z obrambo gostitelja, "Je rekel Hefty.

LaBrie je raziskavo označil za "temeljno opeko".

"Upamo, da lahko to orodje poudari različne gene in njihove izdelke, ki bi jih nato lahko usmerili v terapevtska zdravila, "je rekel." Mogoče bi bilo v tej knjižnici mutantov nekaj, kar bi lahko izpadlo kot absolutni mehanizem, uporabljen za virulenco, na katerega bi lahko nato ciljali - bodisi z nekim zdravilom, ki bi lahko vezalo in zaviralo izvajanje tega proteina svojo funkcijo, ali z identifikacijo nečesa, kar je na površini in bi lahko bilo tarča cepiva. Na splošno, to je večinoma temeljna znanost, lahko pa pomaga pri razvoju ciljev za prihodnje terapevtike. "

LaBrie, ki prihaja iz Sacramenta, Kalifornija, in je pred dodiplomskim študijem obiskoval univerzo Haskell Indian Nations University, preden je prišel na KU, dejal, da upa, da bo prihodnjo pomlad doktoriral. Potem, se namerava z ženo preseliti na Aljasko, kjer namerava nadaljevati svojo raziskovalno kariero.

• Izpostavljenost majhnim odmerkom antibiotikom lahko močno vpliva na črevesne bakterije
• Študija osvetljuje, kako človeški črevesni mikrobi razgrajujejo predelano hrano