Когда кишечные бактерии занимаются сёрфингом

Бактерия Escherichia coli входит в состав здоровой микрофлоры кишечника человека. Однако у E. coli есть патогенные родственники, вызывающие диарейные заболевания — энтерогеморрагические E. coli (EHEC). В ходе инфекции они колонизируют слизистую кишечника, повреждая её, в отличие от безвредных бактерий.

EHEC прикрепляются к поверхности клеток слизистой и изменяют их изнутри: часть клеточного цитоскелета — актинового скелета — перестраивается так, что поверхность клетки под бактерией образует пьедесталоподобные выросты. Бактерии надёжно закрепляются на этом пьедестале, который, однако, остаётся подвижным. Это позволяет бактериям «скользить» по поверхности клетки и размножаться на ней, не будучи смытыми из кишечника. Исследователи из Центра исследования инфекций им. Гельмгольца (HZI) определили сигнальный путь, ведущий к образованию этого пьедестала.

«Предпосылкой для этого сигнального пути является специальная система секреции — своего рода молекулярный шприц, через который бактерии вводят целые белки в клетку-хозяина», — объясняет Терезия Штрадаль. Для образования пьедестала в клетку вводятся два бактериальных фактора: Tir и EspFU. Затем клетка-хозяин выставляет Tir на своей поверхности; бактерия распознаёт «свою» молекулу Tir и прикрепляется к клетке. EspFU запускает сигнал для локальной перестройки актина.

До сих пор было неясно, как два бактериальных эффектора Tir и EspFU вступают в контакт друг с другом в клетке-хозяине. Исследовательская группа нашла недостающее звено: «Молекула происходит из клетки-хозяина, называется IRSp53 и собирается на клеточной поверхности прямо под сидящей на ней бактерией», — объясняет клеточный биолог Маркус Ладвин. IRSp53 устанавливает связь между Tir и EspFU и обеспечивает локальную концентрацию перестройки актина. Клетки, в которых отсутствует IRSp53, больше не способны формировать пьедесталы для бактерий.

Уточнённый исследователями из Брауншвейга сигнальный путь — хороший пример того, как патогенные бактерии прогрессивно эволюционируют вместе со своим хозяином. С помощью бактериальных факторов они имитируют сигналы и запускают в хозяине сложные процессы, которые затем используют в своих целях.

Источник: IRSp53 Links the Enterohemorrhagic E. coli Effectors Tir and EspFU for Actin Pedestal Formation. Stefanie M. Weiss, Markus Ladwein, Dorothea Schmidt, Julia Ehinger, Silvia Lommel, Kai Städing, Ulrike Beutling, Andrea Disanza, Ronald Frank, Lothar Jänsch, Giorgio Scita, Florian Gunzer, Klemens Rottner, and Theresia E.B. Stradal. Cell Host Microbe. 2009 Mar 19;5(3):244-58.