Как холерный вибрион привлекается желчью: раскрыт механизм

Исследователи из Университета Осаки, Университета Хосэй и Университета Нагои раскрыли молекулярный механизм, благодаря которому Vibrio cholerae — возбудитель холеры — привлекается желчью. Команда также впервые успешно визуализировала связывание лиганда с хеморецептором бактерии in vivo. Эти результаты могут значительно продвинуть исследования механизмов и контроля V. cholerae.

Холера, острое диарейное заболевание, вызываемое грамотрицательной бактерией Vibrio cholerae, остаётся глобальной угрозой общественному здоровью. В бедных питательными веществами водных средах V. cholerae не производит токсинов. Однако в богатой питательными веществами среде, такой как просвет тонкой кишки человека, бактерия начинает формировать колонии и экспрессировать патогенные белки, вызывающие тяжёлую диарею. Таким образом, восприятие химических сигналов среды критически важно для патогенности V. cholerae.

Команда под руководством профессора Кацуми Имада и аспиранта Ёхэя Такахаси (Университет Осаки), профессора Икуро Кавагиси и аспиранта Кентаро Ямамото (Университет Хосэй) и профессора Митио Хомма (Университет Нагои) обнаружила, что V. cholerae привлекается таурином — компонентом желчи, и что таурин распознаётся хемотаксическим рецепторным белком Mlp37.

Структурное исследование сенсорного домена Mlp37 в комплексе с таурином и серином показало, что лиганды связываются с одним и тем же карманом, и таурин распознаётся практически тем же способом, что и серин. Сенсорный домен в комплексе с лигандом имел небольшое отверстие, способное вместить более крупную боковую группу, что объясняет широкую лигандную специфичность Mlp37.

Группа также успешно визуализировала связывание лиганда с бактериальным хеморецептором в виде флуоресцентных точек. Это первый пример прямого детектирования связывания лиганда с хеморецептором бактерии in vivo.

Открытие таксиса к таурину проливает новый свет на выживание V. cholerae в кишечнике хозяина и её патогенность. Ингибирование таксиса к таурину может привести к предотвращению инфекции и патогенеза V. cholerae. Структурная основа распознавания таурина рецептором Mlp37 вносит большой вклад в разработку новых лекарств от холеры. Кроме того, разработанная группой техника флуоресцентного мечения предоставляет мощный клеточно-биологический инструмент для изучения хемотаксического поведения бактерий, которое критически важно для их выживания и инфекционности.