Исследования проливают свет на молекулярные механизмы, которые позволяют бактериям конкурировать и устанавливать симбиоз.

Были идентифицированы два фактора, которые контролируют экспрессию ключевого гена, необходимого люминесцентным бактериям для уничтожения конкурирующих бактериальных клеток. Находка, исследователями из Пенсильванского университета, проливает свет на молекулярные механизмы, которые позволяют различным штаммам бактерий конкурировать и устанавливать симбиоз у гавайских кальмаров бобтейлов. Как следствие, изучение, который появляется в Интернете в Журнал бактериологии , добавляет к нашему пониманию того, как определяется состав микробиома хозяина, и может быть применимо к более сложным микробиомам человека.

<цитата>

Мы пытаемся понять, как бактерии взаимодействуют друг с другом в контексте симбиоза животных и микробов. Со многими из этих симбиозов, поверхность ткани хозяина становится экосистемой, в которой клетки различных видов и штаммов бактерий взаимодействуют и конкурируют за ресурсы. Мы знали, что некоторые из этих бактериальных штаммов обладают способностью атаковать и убивать другие штаммы, но мы не знали, как этот механизм регулируется генетически ».

Тим Мияширо, доцент кафедры биохимии и молекулярной биологии Пенсильванского университета и руководитель исследовательской группы

Когда вылупляется гавайский бобтейл, Биолюминесцентные бактерии в окружающей среде начинают колонизировать крошечные углубления, называемые криптами, в световом органе кальмара. Бактерии находят убежище и богатую питательными веществами среду внутри склепов, где они излучают голубое свечение, которое, по мнению исследователей, помогает скрыть ночных кальмаров от хищников внизу. Некоторые штаммы этой бактерии, Вибрио фишери, использовать игольчатый механизм, известный как система секреции типа VI (T6SS), для введения токсинов и уничтожения близлежащих бактериальных клеток. Штаммы, использующие T6SS, убивают чувствительные бактериальные штаммы в крипте, тогда как те, у кого нет T6SS, могут сосуществовать с другими штаммами.

«Система типа VI встречается у многих различных бактерий, "сказала Кирстен Р. Гукес, научный сотрудник Пенсильванского университета и первый автор статьи. "Первоначально считалось, что он в первую очередь способствует вирулентности патогенных бактерий. Например, Холерный вибрион, бактерии, вызывающие холеру, использует это. Но, теперь мы знаем, что полезные бактерии, как V. fischeri, также используйте T6SS для уничтожения других бактерий. Поскольку считается, что T6SS является энергетически дорогостоящим для производства бактерий, и это может повлиять на способность бактерий развиваться и производить биолюминесценцию, понимание того, как компоненты системы регулируются, поможет нам объяснить отношения хозяин-симбионт и факторы, которые способствуют установлению симбиоза ».

Ключевым структурным компонентом T6SS является Hcp, кодируется двумя функционально избыточными генами. Исследовательская группа показала, что экспрессия Hcp зависит от двух факторов:альтернативного сигма-фактора σ54 и бактериального белка, связывающего энхансер, VasH. Кроме того, они показали, что ВасХ, который необходим бактериям для уничтожения других клеток, регулирует экспрессию Hcp в организме хозяина, предполагая, что экспрессия T6SS регулируется во время симбиоза.

"Знание о том, что среда хозяина может стимулировать систему типа VI, предполагает, что эта система была интегрирована в программу развития, которую используют бактерии, когда они инициируют симбиоз с кальмарами, "сказал Мияширо." Итак, оказывается, что система важна для установления симбиоза, присутствуют ли другие конкурирующие бактерии. Кроме того, мы можем применить то, что мы узнаем об этих относительно простых отношениях между хозяином и симбионтом, к более сложным микробиомам, таким как микробиомы, обнаруженные в кишечнике человека и на нашей коже ».

• Вакцинация против ротавируса не связана с риском сахарного диабета 1 типа
• Кишечные бактерии могут повысить эффективность иммунотерапии рака,