Kad zarnu baktērijas iet sērfošanu

Baktērija Escherichia coli pieder veselīgai cilvēka zarnu florai. Bet E. coli ir arī patogēni radinieki, kas izraisa caureju: enterohemorāģiskas E. coli baktērijas (EHEC). Infekcijas laikā viņi kolonizē zarnu gļotādu, izraisot savainojumus atšķirībā no labdabīgām baktērijām. EHEC stingri saskaras ar gļotādas šūnu virsmu un maina to interjeru: daļa no šūnu atbalsta skeleta - aktīna skeleta - tiek pārbūvēta tādā veidā, ka šūnu virsma zem baktērijām veido pedunculate outgrowths, tā sauktos pjedestālus. Baktērijas ir stingri nostiprinātas uz šiem pjedestāliem; pjedestāli, no otras puses, ir mobilie. Tātad baktērijas, kas sēž uz tām, var sērfot pāri šūnu virsmai un vairoties uz tās, neizskalojot no zarnām. Bet kā baktērijas pārvērš saimniekšūnu par aktīna citoskeleta transformāciju? Pētnieki Helmholtz Infekcijas pētījumu centrā (HZI) tagad ir noskaidrojuši signalizācijas ceļu, kas noved pie šo pjedestālu veidošanās.

"Šī signalizācijas ceļa priekšnoteikums ir īpaša sekrēcijas sistēma - sava veida molekulāro šļirci, caur kuru baktērijas ievada veselos proteīnus saimniekšūnā," skaidro Theresia Stradal, HZI darba grupas "Signālu transdukcija un motilitāte" vadītājs. Pjedestāla veidošanai no baktērijas saimniekšūnā tiek ieviesti divi faktori - Tir un EspFU. Pēc tam saimniekšūna uzrāda Tir uz tās virsmas; baktērija atpazīst "tās" molekulu Tir un piesaista sevi saimniekšūnai. Tad EspFU aktivizē signālu vietējai aktinumbau.

"Līdz šim nebija skaidrs, kā divi baktēriju faktori Tir un EspFU saskaras viens ar otru saimniekšūnā," saka Terēzija Stradal. Viņas darba grupa tagad ir atradusi trūkstošo saiti: "Molekula nāk no saimniekšūnas, to sauc par IRSp53 un uzkrājas uz šūnas virsmas, tieši zem piesaistītajām baktērijām," skaidro projektā iesaistītais šūnu biologs Markuss Ladveins. Tādējādi IRSp53 izveido savienojumu starp Tir un EspFU. Tas nodrošina, ka aktīna remodelēšana tiek koncentrēta lokāli. Kopā ar bioķīmiķi Stefaniju Veisu, bijušo darba grupas doktoranti; Markuss Ladveins ir arī pierādījis pretējo: "Šūnas, kurām trūkst IRSp53, vairs nevar veidot baktēriju bāzi".

Braunšveigas zinātnieku noskaidrotais signalizācijas ceļš, ko viņi šodien publicē žurnālā Cell Host & Microbe, ir labs piemērs tam, kā patogēnās baktērijas nepārtraukti attīstās kopā ar savu saimniekorganismu. Tāpēc viņi spēj simulēt signālus ar baktēriju faktoru palīdzību un iedarbināt saimniekorganismā sarežģītus procesus, kurus pēc tam ļaunprātīgi izmanto saviem mērķiem.

Oriģinālās publikācijas nosaukums:

IRSp53 saista enterohemorāģiskos E. coli efektorus Tir un EspFU aktīna pjedestāla veidošanai. Stefanie M. Weiss, Markus Ladwein, Dorothea Schmidt, Julia Ehinger, Silvia Lommel, Kaja Städing, Ulrike Beutling, Andrea Disanza, Ronald Frank, Lothar Jänsch, Giorgio Scita, Florian Gunzer, Klemens Rotner un Theresia EB Stradal. Cell Host Microbe. 2009. gada 19. marts;5(3):244-58.

Avots: Braunschweig [HZI]