Новый токсин-«пуля» в бактериальной войне

Ученые из Имперского колледжа Лондона обнаружили бактериальный токсин, который позволяет инфекционному штамму Pseudomonas aeruginosa побеждать конкурентов. Открытие улучшает понимание механизмов бактериальной войны, что является первым шагом к разработке улучшенных методов лечения микробных заболеваний.

Новая бактериальная «пуля»

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, было сосредоточено на малоизученной группе генов P. aeruginosa, кодирующих белки, связанные с системой секреции 6-го типа (T6SS). T6SS — это «молекулярное ружье», доставляющее множество токсинов, убивающих или подавляющих рост бактерий-конкурентов.

Среди изученных генов один кодировал белок со способностью расщеплять нуклеиновые кислоты, такие как ДНК. Этот белок, названный Tse7, действует как токсичная «пуля», которую можно доставить через T6SS в клетку-конкурента. Он идеально крепится на кончике «ствола» T6SS, что делает доставку очень эффективной. При внедрении в разные бактерии Tse7 расщеплял их ДНК и в итоге останавливал их рост.

Как новый токсин помогает выиграть войну?

Каждая бактерия, производящая токсин, должна защищаться от собственного оружия. Поэтому вместе с токсином производится и белок иммунитета — антитоксин. В данном исследовании было обнаружено, что P. aeruginosa обладает белком иммунитета к Tse7, называемым Tsi7, который защищает клетки от токсичности Tse7.

Белок иммунитета Tsi7 оказался очень специфичным для штамма, который его производит: разные штаммы P. aeruginosa обладают уникальными версиями Tsi7, защищающими только от токсина того же штамма. Эта штамм-специфичность пары токсин-иммунитет может объяснить, почему образцы инфекций P. aeruginosa у пациентов с муковисцидозом, как правило, доминируют одним штаммом Pseudomonas.

Профессор Ален Филу: «Предстоит еще многое узнать о точной роли T6SS в формировании состава бактериальных сообществ при инфекциях P. aeruginosa, что в конечном итоге позволит нам использовать фундаментальное понимание этой системы для решения проблем со здоровьем».

Панайота Писсариду, соавтор исследования: «В P. aeruginosa много токсинов, которые еще не изучены».

Д-р Люк Оллсопп, соавтор исследования: «Дальнейшие исследования T6SS и того, как она позволяет бактериям адаптироваться к разным средам, важны для понимания механизмов, управляющих клиническими инфекциями».