Specifiek bacterieel sRNA speelt een sleutelrol in de symbiose tussen Vibrio fischeri en inktvis

Bacteriën die symbiotisch in de Hawaiiaanse bobtail-inktvis leven, kunnen de gastheerinktvis ertoe aanzetten zijn normale genexpressieprogramma te veranderen om een ​​meer uitnodigend huis te maken, volgens een nieuwe studie gepubliceerd in PLoS Biologie door onderzoekers van de University of Hawai'i (UH) van de Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST).

Bijna elk organisme en elke omgeving herbergt een verzameling symbiotische microben - een microbioom - die een integraal onderdeel vormen van de ecologische en menselijke gezondheid.

Bij bacteriën, klein RNA (sRNA) is een sleutelelement dat de genexpressie in de microscopische organismen beïnvloedt, echter, er is weinig bewijs dat nuttige bacteriën deze moleculen gebruiken om met hun dierlijke gastheren te communiceren.

In de nieuwe studie hoofdauteur Silvia Moriano-Gutierrez, een postdoctoraal onderzoeker in het Pacific Biosciences Research Center van SOEST, en co-auteurs vonden dat een specifiek bacterieel sRNA dat typisch verantwoordelijk is voor de kwaliteitscontrole van de productie van eiwit in de bacterie een essentiële rol speelt in de symbiose tussen Vibrio fischeri en de inktvis.

De Hawaiiaanse bobtail-inktvis rekruteert V. fischeri om het lichtorgel van de inktvis te bewonen, omdat de bacterie lichtgevend is en de inktvis camoufleert tijdens zijn nachtelijke jacht.

Door middel van RNA-sequencing, de wetenschappers vonden in het bloed van inktvissen sRNA-sequenties die werden geproduceerd door bacteriën die het lichtorgaan bewonen en vonden een hoge concentratie van een specifiek sRNA in de gastheercellen die de crypten bekleden waar de bacteriën leven.

"De aanwezigheid van dit specifieke sRNA resulteert in een 'kalmerende' immuunreactie van de inktvis, wat de kans voor de bacteriën vergroot om het gastheerweefsel aanhoudend te koloniseren, en leveren hun gunstige effecten, " zei Dr. Moriano-Gutierrez.

"Dit werk onthult het potentieel voor de sRNA's van een bacteriële symbiont, niet alleen om zijn eigen activiteiten te beheersen, maar ook om kritische reacties op gang te brengen die een vreedzaam partnerschap met zijn gastheer bevorderen."

De onderzoekers, inclusief co-auteur en UH Mānoa-student Leo Wu, bepaald dat de bacteriën sRNA in hun buitenste membraanblaasjes laden, die worden getransporteerd naar de cellen die de symbiontenpopulatie in het lichtorgaan omringen - waardoor de antimicrobiële activiteiten van de inktvis op precies de juiste locatie worden verminderd.

"Het was onverwacht om een ​​gemeenschappelijk bacterieel sRNA te vinden dat was geëvolueerd voor een huishoudelijke functie in de bacterie om specifiek te worden gerekruteerd in een bacterie-gastheercommunicatie tijdens de initiatie van symbiose, " zei Dr. Moriano-Gutierrez.

We verwachten dat de herkenning en reactie van een gastheer op specifieke sRNA's van symbionten zal ontstaan ​​als een belangrijke nieuwe manier van communicatie tussen bacteriën en de dierlijke weefsels die ze bewonen. Andere symbionten-RNA's die in gastheercellen terechtkomen, moeten nog worden onderzocht."

Silvia Moriano-Gutiérrez, Studieleider auteur en postdoctoraal onderzoeker, Pacific Biosciences Onderzoekscentrum, School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST)

• Onderzoek toont aan hoe rotavirus leidt tot ernstige gastro-intestinale aandoeningen
• Wetenschappers vinden significante verschillen in levergerelateerde sterftecijfers in de VS