Spesifikk bakteriell sRNA spiller en sentral rolle i symbiose mellom Vibrio fischeri og blekksprut

Bakterier som lever symbiotisk i den hawaiiske bobtail-blekkspruten kan lede verten blekksprut til å endre sitt normale genuttrykksprogram for å skape et mer innbydende hjem, ifølge en ny studie publisert i PLoS biologi av forskere ved University of Hawai'i (UH) ved Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST).

Nesten hver organisme og miljø er vert for en samling symbiotiske mikrober-et mikrobiom-som er en integrert del av økologisk og menneskelig helse.

I bakterier, lite RNA (sRNA) er et sentralt element som påvirker genuttrykk i de mikroskopiske organismer, derimot, det har vært lite bevis på at fordelaktige bakterier bruker disse molekylene til å kommunisere med dyrevertene sine.

I den nye studien, hovedforfatter Silvia Moriano-Gutierrez, en postdoktor ved Pacific Biosciences Research Center ved SOEST, og medforfattere fant et spesifikt bakterielt sRNA som vanligvis er ansvarlig for kvalitetskontroll av produksjon av protein i bakterien, spiller en vesentlig rolle i symbiosen mellom Vibrio fischeri og blekksprut.

Den hawaiiske bobtail-blekkspruten rekrutterer V. fischeri for å bo i blekksprutets lysorgan, ettersom bakterien er selvlysende og kamuflere blekksprut i løpet av nattens jakt.

Gjennom RNA-sekvensering, forskerne fant i blekksprutens blod-sRNA-sekvenser som ble produsert av bakterier som bodde i lysorganet og fant en høy konsentrasjon av et spesifikt sRNA i vertscellene som forer kryptene der bakteriene lever.

"Tilstedeværelsen av dette bestemte sRNA resulterer i en" beroligende "immunreaksjon av blekksprut, som vil øke muligheten for bakteriene til vedvarende å kolonisere vertsvevet, og levere sine gunstige effekter, "sa Dr. Moriano-Gutierrez.

"Dette arbeidet avslører potensialet for en bakteriell symbionts sRNA ikke bare for å kontrollere sine egne aktiviteter, men også for å utløse kritiske reaksjoner som fremmer et fredelig partnerskap med verten."

Forskerne, inkludert medforfatter og UH Mānoa bachelor Leo Wu, bestemte bakteriene for å laste sRNA inn i ytre membranvesikler, som transporteres inn i cellene som omgir symbiontpopulasjonen i lysorganet-reduserer blekksprutens antimikrobielle aktiviteter på akkurat det riktige stedet.

"Det var uventet å finne et vanlig bakterielt sRNA som hadde utviklet seg for at en husholdningsfunksjon i bakterien spesifikt skulle rekrutteres til en bakterie-vert-kommunikasjon under initiering av symbiose, "sa Dr. Moriano-Gutierrez.

Vi regner med at en verts anerkjennelse og respons på spesifikke symbiontsRNAer vil fremstå som en viktig ny kommunikasjonsmåte mellom bakterier og dyrevevet de lever i. Andre symbiont -RNA som kommer inn i vertsceller gjenstår å utforske. "

Silvia Moriano-Gutierrez, Studielederforfatter og postdoktor, Pacific Biosciences Research Center, School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST)

• Studier viser hvordan rotavirus fører til alvorlig gastrointestinal sykdom
• Forskere finner betydelige forskjeller i leverrelatert dødelighet i USA