Фото: Nature Communications (2023)

Исследователи выяснили, как вызывающие пищевое отравление бактерии заражают кишечник

Исследователи Юго-западного медицинского центра Калифорнийского университета обнаружили, как бактерия, заражающая человека после употребления сырых или недостаточно прожаренных моллюсков, создает шприцеподобные структуры, через которые она впрыскивает свои токсины в клетки кишечника. Результаты, опубликованные в журнале Nature Communications, могут привести к новым методам лечения пищевых отравлений, вызванных Vibrio parahaemolyticus.

«Мы представили первое визуальное доказательство того, как кишечный бактериальный патоген использует этот метод сборки для создания шприца с целью нанесения смертельной инъекции в клетки кишечника, — рассказывает Ким Орт, доктор философии, профессор молекулярной биологии и биохимии и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза и W. W. Caruth Jr. в UTSW. — Эта работа дает новое представление о том, как кишечные бактерии эффективно реагируют на желчные кислоты и создают систему вирулентности».

V. parahaemolyticus, который обычно встречается в теплых прибрежных водах, является основной причиной пищевых отравлений, связанных с морепродуктами. Инфицированные люди часто страдают от диареи, судорог, рвоты, лихорадки и озноба.

Ученые знали, что V. parahaemolyticus вводит молекулы в клетки человека с помощью структуры, называемой системой секреции типа III 2 (T3SS2). Однако эти шприцы, состоящие из 19 различных белков, формируются или собираются только тогда, когда бактерии находятся в кишечнике. Специалисты не знали, как именно это происходит.

Последние результаты основаны на предыдущем исследовании лаборатории Орт. Доктор Орт и ее коллеги пометили компоненты V. parahaemolyticus T3SS2 флуоресцентными маркерами и использовали микроскопию сверхразрешения для отслеживания их расположения по мере роста бактерий в различных условиях. Исследователи обнаружили, что когда V. parahaemolyticus подвергается воздействию желчных кислот, пищеварительных молекул в кишечнике, бактерии перемещают ДНК, содержащую гены T3SS2, ближе к своей мембране.

Затем, в точном месте, где необходим T3SS2, V. parahaemolyticus транскрибирует эту ДНК в РНК, переводит РНК в белок и собирает компоненты T3SS2 через мембрану в процессе, известном как трансрезервация.

«Это все равно, что наблюдать, как на заводе за час собирают большую молекулярную машину», — поясняет доктор Орт.

Ранее считалось, что эти этапы происходят в нескольких разных местах клетки, но соединение механизмов в одном месте на бактериальной мембране, вероятно, помогает V. parahaemolyticus производить T3SS2 и заражать клетки быстрее и эффективнее. Исследователи предполагают, что поскольку другие патогенные кишечные бактерии также содержат молекулярные компоненты, сходные с V. parahaemolyticus, явление транскрипции может быть широко использовано.

«Наши результаты позволяют предположить, что другие патогены желудочно-кишечного тракта также могут использовать этот механизм для эффективной сборки сложных молекулярных механизмов в ответ на сигналы окружающей среды», — поясняет исследователь из UTSW Каран Кавал, доктор философии, первый автор статьи.

Эксклюзивный перевод

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Стало известно, как микрофлора кишечника влияет на образование лишнего веса

355 Микробная среда желудочно-кишечного тракта и особенно микробиота кишечника играют особенно важную роль в изменении …