Как «умные» бактерии перестраивают свои гены для заражения кишечника

Инфекционная диарея, распространённое заболевание у детей, ежегодно является причиной более 2 миллионов смертей младенцев только в развивающихся странах. Одна из основных причин этого и других тяжёлых состояний — энтеропатогенные бактерии, которые атакуют кишечный тракт при употреблении заражённой пищи.

Процесс заражения включает сотни генов и белков как у инфекционных бактерий, так и у организма человека-хозяина. Однако процессы, с помощью которых патогены закрепляются в нашем кишечнике, изучены плохо.

Новое исследование, опубликованное в престижном журнале Science учёными из Медицинского факультета Еврейского университета в Иерусалиме, описывает, как патогены чувствуют своего хозяина и адаптируют экспрессию своих генов, чтобы использовать его для развития болезни. Исследование возглавил профессор Илан Розеншайн.

Работая с патогенным штаммом E. coli, исследователи обнаружили, что бактерии могут чувствовать прикрепление к клеткам кишечника человека и активировать экспрессию генов в ответ. Это было продемонстрировано путём модификации одного из таких генов для экспрессии белка, который окрашивает экспрессирующие бактерии в зелёный цвет под микроскопом. При микроскопическом исследовании учёные наблюдали, что светятся ярко-зелёным только прикрепившиеся бактерии, тогда как неприкрепившиеся остаются тёмными.

Исследователи также расшифровали, как, почувствовав прикрепление к клеткам кишечника, патоген реорганизует экспрессию своих генов, включая гены, вовлечённые в вирулентность и метаболизм, чтобы использовать клетку-хозяина. Эти открытия могут привести к разработке новых стратегий борьбы с бактериальной инфекцией.

«Следующие шаги включают детальное картирование генов, которые меняют свою экспрессию после прикрепления, и описание точных эффектов этой перестройки экспрессии», — сказал профессор Илан Розеншайн. «Другой важный вопрос — проверка того, участвует ли подобная регуляция в процессах заражения другими патогенами».