Ученые выяснили, как бактерии пищевого отравления заражают кишечник

Исследователи из Медицинского центра UT Southwestern обнаружили, как бактерия Vibrio parahaemolyticus, поражающая людей после употребления сырых или недоваренных морепродуктов, создает шприцеподобные структуры для введения токсинов в клетки кишечника. Результаты, опубликованные в Nature Communications, могут привести к новым методам лечения пищевого отравления.

"Мы впервые визуально показали, как кишечный бактериальный патоген использует этот метод сборки для создания "шприца", чтобы сделать летальную инъекцию кишечным клеткам", — сказала Ким Орт, профессор молекулярной биологии и биохимии.

V. parahaemolyticus, часто встречающаяся в теплых прибрежных водах, является основной причиной пищевых отравлений, связанных с морепродуктами.

Известно, что бактерия вводит молекулы в клетки человека с помощью структуры, называемой системой секреции III типа 2 (T3SS2). Однако эти "шприцы", состоящие из 19 различных белков, не производятся и не собираются, пока бактерии не окажутся внутри кишечника.

Используя флуоресцентные метки и микроскопию сверхвысокого разрешения, исследователи обнаружили, что при воздействии желчных кислот бактерии перемещают ДНК, содержащую гены T3SS2, ближе к своей мембране.

Затем, в нужном месте, V. parahaemolyticus транскрибирует эту ДНК в РНК, транслирует РНК в белок и собирает компоненты T3SS2 через мембрану в процессе, известном как трансерция.

"Это похоже на наблюдение за сборкой фабрики, производящей большую молекулярную машину в течение часа", — отметила доктор Орт.

Сборка всего механизма в одном месте на мембране, вероятно, помогает бактерии быстрее и эффективнее построить T3SS2 и заразить клетки. Поскольку другие патогенные кишечные бактерии содержат сходные молекулярные компоненты, исследователи предполагают, что феномен трансерции может широко использоваться.

"Наши результаты предполагают, что другие желудочно-кишечные патогены также могут использовать этот механизм для эффективной сборки сложных молекулярных машин в ответ на сигналы окружающей среды", — сказал первый автор статьи Каран Кавал.

Требуется дальнейшая работа, чтобы выяснить, какие бактерии используют трансерцию, и можно ли создать препараты, блокирующие этот процесс для лечения инфекций, вызванных V. parahaemolyticus.