Istraživanja bacaju svjetlo na molekularne mehanizme koji omogućuju bakterijama da se natječu i uspostave simbiozu

Pokušavamo razumjeti kako bakterije međusobno djeluju u kontekstu simbioze životinja i mikroba. Uz mnoge od ovih simbioza, površina tkiva domaćina postaje ekosustav u kojem stanice različitih vrsta i sojevi bakterija međusobno djeluju i natječu se za resurse. Znali smo da neki od ovih sojeva bakterija imaju sposobnost napada i ubijanja drugih sojeva, ali nismo znali kako je ovaj mehanizam genetski reguliran. "

Tim Miyashiro, docent biokemije i molekularne biologije na Penn Stateu i voditelj istraživačkog tima

Kad se izlegne havajska bobtail lignja, bioluminiscentne bakterije u okolnom okruženju počinju kolonizirati sićušna udubljenja koja se nazivaju kripte u svjetlosnom organu lignje. Bakterije nalaze sklonište i okruženje bogato hranjivim tvarima u kriptama, gdje proizvode plavi sjaj za koji istraživači vjeruju da pomaže prikriti noćne lignje od predatora ispod. Neki sojevi ove bakterije, Vibrio fischeri, upotrijebiti mehanizam sličan iglici poznat kao sustav izlučivanja tipa VI (T6SS) za ubrizgavanje toksina u i ubijanje obližnjih bakterijskih stanica. Sojevi koji koriste T6SS ubit će osjetljive bakterijske sojeve u kripti, dok oni bez T6SS mogu kohabirati s drugim sojevima.

"Sustav tipa VI nalazi se u mnogim različitim bakterijama, "rekla je Kirsten R. Guckes, postdoktorski istraživač u Penn Stateu i prvi autor rada. "Prvotno se mislilo da prvenstveno doprinosi virulenciji patogenih bakterija. Na primjer, Vibrio kolera, bakterija koja uzrokuje koleru, koristi ga. Ali, sada znamo da su korisne bakterije, poput V. fischeri, također koristite T6SS za ubijanje drugih bakterija. Budući da se smatra da je T6SS energetski skup za proizvodnju bakterija, a to bi moglo ometati sposobnost bakterije da napreduje i proizvodi bioluminiscenciju, razumijevanje kako su komponente sustava regulirane pomoći će nam objasniti odnos domaćin-simbiont i faktore koji doprinose uspostavljanju simbioze. "

Ključna strukturna komponenta T6SS je Hcp, kodirana s dva funkcionalno redundantna gena. Istraživački tim pokazao je da ekspresija Hcp ovisi o dva faktora:alternativnom sigma faktoru σ54 i proteinu koji veže bakterijski pojačivač VasH. Dodatno, pokazali su da VasH, što je potrebno da bakterija ubije druge stanice, regulira Hcp ekspresiju unutar domaćina, sugerirajući da je ekspresija T6SS regulirana tijekom simbioze.

"Znanje da okolina domaćina može potaknuti sustav tipa VI sugerira da je sustav integriran u razvojni program koji bakterije koriste kada započinju simbiozu s lignjama, "rekao je Miyashiro." Dakle, čini se da je sustav važan za uspostavu simbioze, bez obzira jesu li prisutne druge konkurentne bakterije. Dodatno, možemo primijeniti ono što učimo u ovom relativno jednostavnom odnosu domaćin-simbiont na složenije mikrobiome poput onih koji se nalaze u ljudskim crijevima i na našoj koži. "

• Cijepljenje protiv rotavirusa nije povezano s rizikom od dijabetesa melitusa tipa 1
• Crijevne bakterije mogu povećati učinkovitost imunoterapije protiv raka,