Ученые обнаружили триггер для бактериального оружия
Исследователи смогли включить и изучить механизм, который некоторые бактерии используют для введения токсинов в своих конкурентов.
Бактерии часто конкурируют за ресурсы, и иногда эта конкуренция становится жесткой. Например, некоторые бактерии могут вводить токсины в бактерии-соперники и убивать их.
Команда профессора Алена Филу из Имперского колледжа Лондона обнаружила два регулятора, которые контролируют эти системы введения у Pseudomonas aeruginosa. Их исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Эти бактерии, вызывающие пневмонию, сепсис и хронические инфекции у пациентов с муковисцидозом, обладают природной устойчивостью к множеству антибиотиков. Один из способов борьбы с P. aeruginosa — вмешаться в работу ее оружия, сделав ее более уязвимой для атаки иммунной системы или других бактерий.
P. aeruginosa — «оппортунистический» патоген, то есть он широко распространен, но вызывает заболевание только при подходящих условиях, например, при ослабленном иммунитете. Если ученые узнают, что включает бактериальные системы атаки, они смогут найти способы подавить их оружие или использовать его в своих целях.
Ведущий автор исследования доктор Люк Оллсопп заявил: «Бактериальная конкуренция — это активная война, которая постоянно идет в наших телах, например, в кишечнике и легких. Если бы мы могли усилить действие "хороших" бактерий, мы могли бы бороться с большим количеством "плохих" бактерий, вызывающих инфекции».
Механизм запуска
Чтобы выстрелить токсинами, P. aeruginosa должна сначала произвести их внутри клетки, а затем провести через клеточную стенку. Для этого она использует системы секреции белков. В центре данного исследования была «система секреции VI типа» (T6SS), которая действует как арбалет, выстреливающий токсинами из клетки в клетку-мишень.
Команда обнаружила два регуляторных белка, которые контролируют, когда эти системы включаются и начинают стрелять. Один регулятор усиливает действие T6SS, а другой — ослабляет.
Исследователи также могли определить, когда арбалет T6SS был «выстрелен», обнаруживая белки вне бактериальных клеток.
У P. aeruginosa есть три типа T6SS, которые, как полагают ученые, могут использоваться в разных средах обитания бактерий, например, в воде, почве и внутри человеческого тела. Поскольку оба регулятора могут контролировать активность всех трех T6SS, может возникнуть ситуация, когда все три системы включаются одновременно, например, при сильной атаке.
Предыдущие исследования показали, что когда P. aeruginosa обнаруживают лизис (разрушение клеток), активность одной из T6SS увеличивается. Данная работа предполагает, что при обнаружении лизиса активность всех трех систем возрастает.
Доктор Оллсопп пояснил: «Сильный лизис клеток может означать, что все их друзья погибли, поэтому бактерии усиливают атаку и сражаются активнее, возможно, включая все системы одновременно».