Раскрыт механизм адаптации бактерий в желудочно-кишечном тракте человека
© Jeffrey D Galley/Rice University
Ученые Университета Осаки показали, как бактерии Salmonella используют белок RamR для определения уровня желчных кислот в окружающей среде. Этот механизм помогает бактериям адаптироваться к недружелюбной среде желудочно-кишечного тракта. Исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.
В пищеварительном тракте хозяина как паразитам, так и симбионтам приходится сталкиваться с кислой средой. На протяжении многих лет эволюции бактерии выработали адаптивные механизмы освоения своей непростой экологической ниши. Так, непроницаемые внешние мембраны и система вывода токсичных веществ из клетки позволяют им заселять столь враждебную среду.
В ходе эксперимента команда исследователей проанализировала два штамма сальмонеллы: дикого типа и мутанта с удаленным RamR. RamR — белок, подавляющий экспрессию гена RamA, который активирует экспорт токсичных веществ из бактериальных клеток. Ученые сравнивали экспрессию RamA в двух наборах бактерий при воздействии различных желчных кислот. Результаты анализа показали, что холевая и хенодезоксихолевая кислоты, наиболее распространенные в кишечнике, вызывали резкое увеличение экспрессии RamA у сальмонеллы дикого типа, но не у мутанта.
«Уже было известно, что сальмонеллы начинают экспрессировать многие гены при заселении в желудочно-кишечный тракт. Нам удалось показать, что белок RamR — один из белков "новоселья", ключевой компонент бактериальной системы адаптации, — рассказывает автор статьи Кунихико Нишино. — Метод плазмонного резонанса позволил нам увидеть, как RamR связывает первичные желчные кислоты — холевую и хенодезоксихолевую».
Исследовательская группа определила кристаллическую структуру комплекса RamR, связанного со своим лигандом. Взаимодействие молекул в комплексе поддерживается четырьмя водородными связями, что вызывает «разматывание» альфа-спирального домена RamR.
«Когда белок RamR связывается с желчными кислотами, он теряет в аффинности к ДНК, а значит, больше не может подавлять экспрессию гена RamA. В итоге, RamA может свободно активировать систему оттока AcrAB-TolC, которая откачивает вредные вещества из бактериальных клеток и помогает им выживать в тонком кишечнике и желчном пузыре», — поясняет механизм работы белковой системы Сугуру Ямасаки, ведущий автор статьи.
В будущем RamR может послужить отличной целью для разработки новых способов лечения кишечных инфекций и поддержания кишечной микрофлоры.
Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.