Studien identifierar en gen som gör att klamydia kan plocka upp DNA från värdmiljön

Enligt Centers for Disease Control and Prevention, chlamydia trachomatis är den vanligast rapporterade sexuellt överförbara bakteriesjukdomen i USA, totalt 1,7 miljoner fall 2017. Priserna är högst bland tonåringar och unga vuxna. Lämnas obehandlad, klamydia kan orsaka blindhet och sterilitet. Utöver USA, klamydia är den ledande sexuellt överförbara bakterieinfektionen världen över.

Ett nyligen publicerat dokument av ett team av molekylära biologer med huvudkontor vid University of Kansas identifierade en gen som gör att klamydia kan ta upp DNA från sin värdmiljö.

Just nu, de viktigaste antibiotika för att behandla klamydia är doxycyklin och azitromycin, men dessa liknar vad du skulle ta vid ryggakne eller luftvägsinfektion, respektive. Dessa läkemedel påverkar inte bara klamydia, men de påverkar också många andra mikrober, inklusive ditt mikrobiom. Så, medan det finns tillräckligt med läkemedel där ute för att eliminera din klamydiainfektion, du stör också din naturliga flora. Att utveckla en terapeut som kan vara specifik för klamydia är av ganska stor betydelse. Vi lär oss mer och mer den homeostasen i din tarm, av din kropps mikroflora, det är viktigt för hälsan.

Huvudförfattare Scott LaBrie, doktorand vid Institutionen för molekylär biovetenskap vid KU

LaBries samarbetspartners i forskningen presenterades i mBio var KU -doktorander Zoë Dimond, Kelly Harrison, Srishti Baid, postdoktor Jason Wickstrum, och med P. Scott Hefty, professor i molekylär biovetenskap. KU-forskarna från Hefty Lab arbetade också med medförfattaren Robert Suchland vid University of Washington.

"För att orsaka sjukdom, klamydia måste gå in i en värdcell och skydda sig från värdförsvar samtidigt som den replikerar i stort antal så att den kan spridas till omgivande celler, "motsvarande författare Hefty sa." De mekanismer som många bakterier använder för att orsaka sjukdom förvärvas ofta genom att dela och ta in nytt DNA, molekylen som utgör en organisms gener. Tills nu, man har inte förstått hur klamydia förvärvar nytt DNA. Dock, med hjälp av ett nytt genetiskt verktyg, detta papper identifierade en gen som gör att klamydia kan få nytt DNA från sin omgivande miljö. "

Forskargruppen använde ett genetiskt verktyg som kallas "transposonmutagenes" som genererar en mutation i en enda gen. Forskarna störde mer än 80 gener i chlamydia -bakteriens kromosom, observerade sedan effekter på tillväxt och infektion.

"Det finns ungefär 1, 000 gener som potentiellt kan störas, "LaBrie sa." Det har inte utvecklats särskilt många genetiska verktyg för att undersöka den grundläggande biologin för klamydia. Så, detta gör att vi slumpmässigt kan störa enskilda gener - sedan undersöka vad effekten är eller fenotypen. Det kan då belysa vikten av den genen och den roll den kan spela för organismens förmåga att orsaka sjukdom. "

LaBrie jämförde testning av klamydias funktionalitet på molekylär nivå med experiment på ett militärt fordon.

"Det är där det här verktyget kommer in, "sa han." Jag liknar det med en militär Humvee. Om du inte hade en aning om vad den bilen var till för, du kanske kan sparka ut dess strålkastare. Och då märker du att den bara reser under dagtid, inte på natten. Om du slår däcket, det kanske inte går någonstans. Om du sedan slog ut pistolen, det kan köra överallt, men det dödar ingen. Det är ungefär vad vi gör med olika delar av Chlamydia - vi slår ut olika specifika komponenter, och sedan observera hur det påverkar dess förmåga att antingen replikera, eller infektera och komma in i värdcellen, eller hur bra det går för att infektera värden totalt sett. "

Med denna elimineringsprocess både i petriskålar och musmodeller, laget isolerade en kritisk gen i klamydia som kodar för ett protein som förvärvar nytt DNA från sin värdmiljö, heter "ct339."

"Mutationen i denna gen gav möjlighet att generera bevis för att utan den intakta genen, klamydia kunde inte längre förvärva nytt genetiskt material som hjälper till med anpassning till sin miljö, inklusive värdförsvar, "Sa Heftig.

LaBrie kallade forskningen "grundläggande murverk".

"Vi hoppas att det här verktyget kan lyfta fram olika gener och deras produkter, som sedan kan riktas mot terapi, "sa han." Det kan vara så att inom detta bibliotek av mutanter skulle det finnas något som kan komma fram som en absolut mekanism som används för virulens som sedan kan riktas in - antingen av något läkemedel som kan binda och hämma det proteinet från att utföra dess funktion, eller genom att identifiera något på ytan som kan riktas mot ett vaccin. Övergripande, detta är mestadels grundvetenskap, men det kan hjälpa till att utveckla mål för framtida terapier. "

LaBrie, som kommer från Sacramento, Kalifornien, och gick på Haskell Indian Nations University för sina grundutbildningar innan han kom till KU, sa att han hoppades få doktorsexamen nästa vår. Efter det, han planerar att flytta till Alaska med sin fru där han siktar på att fortsätta sin forskningskarriär.

• Lågdosexponering för antibiotika kan ha stora effekter på tarmbakterier
• Studie belyser hur människans tarmmikrober bryter ner bearbetade livsmedel