Клеточная сеть управляет превращением грибка при повышении температуры
Исследователи из Медицинского института Говарда Хьюза раскрыли клеточную сеть, которая активирует температурно-зависимые изменения у инфекционного грибка Histoplasma capsulatum.
О патогене
- H. capsulatum эндемичен для долин рек Огайо и Миссисипи в США.
- Он обитает в почве, но может попадать в воздух и инфицировать людей или других млекопитающих, проникая в лёгкие.
- Хотя не у всех инфицированных развиваются симптомы, грибок может вызывать серьёзные респираторные или системные заболевания у людей с ослабленным иммунитетом или здоровых людей, вдохнувших большую дозу.
- Ежегодно до 25 000 человек заболевают опасными для жизни инфекциями.
Термический диморфизм и вирулентность
- В почве H. capsulatum образует длинные нитевидные цепи клеток (мицелиальная форма), что помогает ему распространяться в среде.
- При попадании в организм хозяина (при температуре тела) грибок претерпевает превращение в сферические дрожжеподобные клетки (дрожжевая форма).
- Это изменение формы сопровождается резким изменением активности генов: включаются гены вирулентности, позволяющие вызывать заболевание.
- H. capsulatum относится к малоизученному семейству термически диморфных грибов, которые аналогично меняют форму и вирулентность в ответ на изменение температуры.
Ключевые регуляторы превращения
- В 2008 году были идентифицированы три регуляторных белка, необходимых для переключения в дрожжевую фазу: Ryp1, Ryp2 и Ryp3.
- Грибок, лишённый любого из этих белков, остаётся в нитевидной форме независимо от температуры.
- Новое исследование показало, что эти белки физически взаимодействуют с регуляторными областями возле известных генов вирулентности, являясь их прямыми мишенями.
- Также был обнаружен четвёртый необходимый белок — Ryp4.
Как работает сеть
При температуре тела хозяина четыре белка Ryp работают вместе, чтобы:
- Усилить активность генов дрожжевой фазы.
- Подавить несоответствующую активность генов, специфичных для нитевидной фазы.
Будущие вопросы и значение
- Остаётся неясным, как именно грибок чувствует повышение температуры, сигнализирующее о попадании в организм хозяина.
- Исследование H. capsulatum сложно из-за медленного роста патогена, необходимости работы в лабораториях 3-го уровня биобезопасности и прочной клеточной стенки грибка.
- Полученные данные могут быть актуальны и для других термически диморфных грибов. Цель работы — привлечь больше лабораторий к изучению молекулярных механизмов, с помощью которых эти организмы вызывают заболевание.
Исследование опубликовано в июле 2013 года в журнале PLOS Biology.