Як Chlamydia trachomatis виживає в клітинах людини - MedMix
Щоб бактерія Chlamydia trachomatis вижила в клітинах людини, їй доводиться застосовувати безліч маніпулятивних прийомів.
Щоб вижити в клітинах людини, Chlamydia trachomatis потрібно багато хитрощів. Дослідники з університету Вюрцбурга виявили, що вони також маніпулюють постачальниками енергії клітин та власними захисними механізмами клітини.
Хламідія трахоматис у фокусі
Коли бактерія Chlamydia trachomatis атакує клітину людини, перед нею стоїть головне завдання: вона повинна перешкоджати клітині ініціювати захисні реакції або запрограмовану клітинну загибель і, таким чином, зупиняти розмноження та поширення збудників в організмі. Оскільки йому бракує численних обмінних процесів або він присутній лише у фрагментах, це залежить від постійного надходження клітини-господаря необхідних поживних речовин.
Тема того, як бактерії вдається залишатись не виявленою клітиною та підтримувати її в житті та давати їй працювати на себе, є головним завданням глобальних дослідницьких проектів. Зараз вчені з Вюрцбурзького університету розшифрували нові деталі цих процесів. Дослідники змогли показати механізми, за допомогою яких Chlamydia trachomatis накопичує певні білки в клітині або діє на постачальників енергії клітини, мітохондрії, і тим самим запобігає клітинам від самогубства. Ці механізми також важливі для захисту бактерій від розпізнавання власною захисною системою клітини. Результати своєї роботи дослідники представляють у поточному номері Journal of Cell Biology та eLife.
Роль мітохондрій
За це дослідження відповідав професор Томас Рудель, завідувач кафедри мікробіології Вюрцбурзького університету. Рудель та його команда змогли показати три роки тому, що хламідіоз у клітинах, які вони атакують, порушує білок-супресор пухлини p53 і запускає процес, який відновлює генетичні пошкодження, що є наслідком хламідійної інфекції. Блокуючи р53, бактерії запобігають втраті працездатності клітини в крайніх випадках; вони виграють час для власного розмноження.
У своєму новому дослідженні мікробіологи ближче вивчили мітохондрії. "Мітохондрії відіграють важливу роль у постачанні енергії та програмованій загибелі клітин", - пояснює Томас Рудель. Можна багато припустити, що зміни в їхній архітектурі та динаміці тісно пов’язані із загальними метаболічними процесами клітини.
Невеликі молекули РНК у фокусі
Як хламідійна інфекція впливає на мітохондрії? Для того, щоб прояснити це питання, команда Руделя детальніше розглянула іншого учасника клітинного процесу: так звані мікроРНК або мікроРНК. Ці малі молекули РНК контролюють важливі життєві процеси в клітинах, регулюючи складні генні мережі.
За допомогою високопродуктивної технології Рудель та його команда детально вивчили, як хламідійна інфекція впливає на експресію міРНК у ураженій клітині. Найбільш вражаюча особливість: сильне збільшення утворення мікроРНК miR-30c-5p. Висока концентрація цих малих молекул РНК є вигідною для бактерій: "Вони забезпечують постійне зниження регуляції білка-супресора пухлини", - пояснює Томас Рудель.
Натомість блокування miR-30c викликає проблеми з хламідіями. Тоді клітина збільшує вироблення білка Drp1, який фрагментує мітохондрії в стресових клітинах. Якщо його концентрація всередині клітини збільшується, швидкість поділу мітохондрій, пов’язана зі стресом, зростає, тоді як шанс для інфікованої клітини пережити бактеріальну атаку збільшується. Ріст хламідіозу явно сповільнюється, оскільки фрагментовані мітохондрії забезпечують збудників менше енергії, а бактерії помирають від голоду.
Маневри обману захищають від збору сміття
Забезпечення достатньою кількістю їжі недостатньо для виживання в клітині, і ефективні захисні системи клітин повинні бути вимкнені бактеріями. Для цього вони блокують програму самогубства клітини, через яку інфіковані клітини активуються, щоб знищити себе і, отже, також збудників. Друга, дуже ефективна стратегія клітини - оголосити небажаних зловмисників "відходами" та утилізувати їх у власному приміщенні для переробки відходів, протеасомі.
Всі клітинні білки постійно проходять цикл розпаду білків та нового синтезу. Білок, що розщеплюється, позначається своєрідною міткою, так званим убиквітином, а потім розщеплюється в протеасомі. Не тільки білки, але і більш складні клітинні структури або цілі бактерії можуть бути позначені для їх деградації за допомогою убіквітації. Клітина може змінити цей процес за допомогою спеціальних інструментів, що називаються деубіквітиназами; Видалення убиквітину запобігає деградації.
Команда Томаса Руделя тепер змогла показати, що хламідіоз сам ввозить деюбіквітиназу під назвою Cdu1 у клітину-хазяїна з різкими наслідками: «Це божевільно - бактерії взагалі не мають системи убиквітину, і все ж це розуміють, зокрема цей вишуканий захисний код клітини змінити, що клітина більше не розпізнає бактерії як зловмисників ".
Cdu1 просто видаляє убіквітини з самих бактерій і з важливого регулятора, який замінює програму загибелі клітин. Таким чином, бактерії уникають свого знищення, і клітина “повинна” жити далі, щоб забезпечити збудників.
Хламідіоз: Хитрі загарбники
Бактерії Chlamydia trachomatis відповідають за низку серйозних захворювань у людей. Хламідіозна інфекція - одне з найпоширеніших захворювань, що передаються статевим шляхом у світі. Сучасні підрахунки передбачають, що до десяти відсотків населення у всьому світі інфіковано патогенами залежно від вікової групи.
Без лікування бактерії часто призводять до злипання маткових труб у жінок, що може призвести до позаматкової вагітності або безпліддя. Пізніші дані навіть показують, що хламідійні інфекції сприяють розвитку раку яєчників. Чоловіки можуть стати імпотентами після зараження.
Ще один наслідок хламідійної інфекції спостерігається особливо в тропічних країнах: там бактерії вражають очі і можуть призвести до сліпоти. Кажуть, що ним заражено близько 150 мільйонів людей. Інші штами можуть спричиняти пневмонію і підозрюються у спричиненні таких захворювань, як затвердіння артерій та хвороба Альцгеймера.