Die gefährlichen Krankheitserreger nutzen diese anspruchsvollen Maschinen zu infizieren hosts
Magenkrebs, Q-Fieber, Legionärskrankheit, Keuchhusten-obwohl die infektiösen Bakterien, die dazu führen, dass diese gefährlichen Krankheiten sind jeweils unterschiedlich, Sie alle nutzen die gleiche molekulare Maschinen zu infizieren menschliche Zellen. Bakterien nutzen diese Maschinen, genannt Typ-IV-sekretionssystem (T4SS), Spritzen giftige Moleküle, die in Zellen und auch zu verbreiten Gene für Antibiotika-Resistenzen an andere Bakterien. Jetzt haben Forscher am Caltech haben gezeigt, die 3D-molekulare Architektur des T4SS aus dem menschlichen Erreger Legionella pneumophila mit noch nie dagewesenen details. Dies könnte in Zukunft ermöglichen, die Entwicklung von gezielten Antibiotika für die genannten Krankheiten.
Die Arbeit wurde im Labor von Grant Jensen, professor für Biophysik und Biologie und Howard Hughes Medical Institute investigator, in Zusammenarbeit mit dem Labor von Joseph Vogel an der Washington University School of Medicine in St. Louis (WUSTL). Ein Papier beschreibt die Forschung erschien online am 22. April in der Zeitschrift Nature Mikrobiologie.
Es gibt neun verschiedene Arten von bakteriellen sekretionssysteme Typ IV, die am meisten durchdachte und vielseitig. Ein T4SS Fähre kann eine Vielzahl von toxischen Molekülen-bis zu 300 auf einmal-von einem Bakterium in seine zellulären Opfer, Entführung zellulären Funktionen und überwältigend die Zelle Abwehrkräfte.
Im Jahr 2017, Caltech postdoctoral scholar Debnath Ghosal und seine Kollegen verwendet eine Technik namens Elektron cryotomography, zu offenbaren, für die erste Zeit, die insgesamt niedriger Auflösung Architektur des T4SS in Legionella-Bakterien verursacht die Legionärskrankheit, eine schwere und oft tödliche form der Lungenentzündung.
Ghosal, zusammen mit Kwangcheol Jeong von WUSTL und Ihre Kollegen haben nun eine detaillierte strukturelle Modell der dynamischen multi-Komponenten-Maschine. Das team machte auch genaue Störeinflüsse auf das Bakterium die Gene zu studieren, mutierten Versionen des T4SS, enthüllt, wie diese komplexe Maschine organisiert und montiert.
Das Modell zeigte, dass die Sekretion-system besteht aus einer eigenen Kammer und einen langen Kanal, wie die Kammer und Lauf einer Pistole. Charakterisieren Sie diese und andere Komponenten des T4SS könnte die Entwicklung von zielgerichteten Antibiotika.
Aktuelle Antibiotika wirken breit und wischen Sie Bakterien im gesamten Körper, einschließlich der nützlichen Mikroorganismen Leben in unserem Darm. In der Zukunft, Antibiotika gestaltet werden könnten, zu blockieren, nur die toxin-delivery-Systeme (wie die T4SS) von gefährlichen Krankheitserregern, wodurch die Bakterien inaktiv und harmlos, ohne störende, den Körper, die so genannte „gute Bakterien.“
Das Papier mit dem Titel „Molekulare Architektur, polar-targeting und Biogenese der Legionellen Dot/Icm T4SS.“ Ghosal und Jeong sind mit-erste Autoren. Neben Jensen und Vogel, andere co-Autoren sind ehemalige Caltech postdoctoral scholar Yi-Wei Chang, die nun an der Universität von Pennsylvania; Jacob Gyore von WUSTL; Lin Teng von der University of Florida; und Adam Gärtner von der Scripps Research Institute. Die Arbeit wurde finanziert durch die Nationalen Institute der Gesundheit.