Badania, których wyniki opublikowano w czasopiśmie „PLOS Biology”, przeprowadzili naukowcy z Centrum Badań nad Biologią Bakterii i Bakteriofagów (B3 RIDC) Uniwersytetu w Sao Paulo (USP) w Brazylii. Przy użyciu narzędzi obliczeniowych przeanalizowali materiał genetyczny z 6165 próbek pochodzących od 149 różnych serotypów Salmonella enterica. W ten sposób udało się zidentyfikować potencjalne toksyny, porównując sekwencje różnych bakterii. Autorzy badań wywnioskowali również możliwe funkcje zbadanych białek na podstawie ich podobieństw do białek już znanych.
Czytaj więcej
Naukowcy odkryli, że kondycja grasicy – niewielkiego narządu znajdującego się za mostkiem – może powiedzieć wiele na temat stanu zdrowia organizmu....
Badacze odkryli 45 nowych toksyn produkowanych przez bakterie Salmonella
W sumie udało się odkryć 45 nowych toksyn wytwarzanych przez bakterie Salmonella; niektóre z nich są związane z zakażeniami przenoszonymi drogą pokarmową. Toksyny te służą do walki o przestrzeń i zasoby w ramach konkurencji między mikroorganizmami. Badanie sugeruje, że substancje te mogą zainspirować rozwój nowych antybiotyków, pogłębione badania na ludziach oraz zastosowania biotechnologiczne w przyszłości.
Aby zbadać arsenał toksyn wykorzystywanych przez bakterie, zespół przeanalizował dane genetyczne dotyczące Salmonelli i jej systemu wydzielniczego typu VI (T6SS). T6SS to mikroskopijna „nanomaszyna” używana przez wiele bakterii Gram-ujemnych do wstrzykiwania białek i toksyn bezpośrednio do innych komórek. Działa jak sprężynujący harpun. Pozwala bakteriom walczyć z konkurentami za pomocą toksyn, kolonizować organizmy żywicieli i zdobywać składniki odżywcze.
Czytaj więcej
Wiele powszechnie występujących substancji chemicznych może wpływać na kobiety w ciąży, a w efekcie na ryzyko wcześniejszego porodu oraz masę urodz...
Nowe toksyny. „Możliwe, że niektóre z nich odgrywają bezpośrednią rolę w zakażeniach u ludzi”
Łącznie zidentyfikowano 128 rodzajów toksyn, z których 45 bardzo różniło się od jakiejkolwiek znanej toksyny i nigdy wcześniej nie zostało opisanych.
– Ten wynik sugeruje, że różnorodność toksyn i antytoksyn bakteryjnych na całym świecie jest bardzo duża, a pojawiające się nowe odmiany radykalnie różnią się od znanych, pokrewnych wariantów – wskazał Robson Francisco de Souza z USP, jeden z autorów badania.
Zidentyfikowane cząsteczki działają w różny sposób, niektóre na inne bakterie, inne – na komórki eukariotyczne, w tym grzyby, drożdże, glony, a nawet ssaki.
– Możliwe, że niektóre z nich odgrywają bezpośrednią rolę w zakażeniach u ludzi, ale aby potwierdzić tę hipotezę, musielibyśmy zidentyfikować szczep, który przenosi geny ukierunkowane na eukarioty i eksperymentalnie ocenić ich wpływ na komórki i zakażenie – zauważył badacz.
Czytaj więcej
Sama myśl o spożyciu owadów wywołuje niechęć u wielu osób. Badanie portugalskich naukowców pokazuje jednak, że już po pierwszym kęsie te uprzedzeni...
Najnowsze odkrycie może pogłębić wiedzę na temat strategii konkurencji bakteryjnej
Ta różnorodność znajduje również odzwierciedlenie w rozmieszczeniu efektorów odkrytych w różnych grupach Salmonelli. Artykuł pokazuje, że każda grupa ma unikalną kombinację cząsteczek wydzielanych przez T6SS. Sugeruje to, że bakteria wybiera i utrzymuje specyficzne efektory przydatne w jej środowisku.
– Ewolucja tych systemów i ich różnorodność są napędzane zarówno przez rekombinację genów, która często zachodzi w celu generowania i aktywowania nowych toksyn, jak i przez dobór naturalny, który w scenariuszu konfliktu biologicznego napędza wyścig zbrojeń między bakteriami – podkreślił Souza.
Dane sugerują również, że podgrupy Salmonelli zebrane ze środowisk naturalnych mają większą liczbę efektorów niż te zebrane od pacjentów. Wskazuje to, że różnorodność konkurentów sprzyja większej różnorodności toksyn.
– Dzieje się tak, ponieważ w miarę pojawiania się nowych wyzwań i przeciwników, mikroorganizm musi opracować nowe narzędzia, aby odnieść sukces w tych sporach o zasoby – wyjaśnił badacz.
Według Souzy odkrycia powinny pogłębić naszą wiedzę na temat strategii konkurencji bakteryjnej i utorować drogę nowym zastosowaniom klinicznym i biotechnologicznym.
– Bakterie takie jak Salmonella, Acinetobacter i inne organizmy wciąż dają możliwości zrozumienia roli tych toksyn w interakcjach ekologicznych – zaznaczył.
– Nieustannie inwestujemy w rozwój oprogramowania i procedur analitycznych, aby zautomatyzować tego typu analizy i rozszerzyć badania na nowe linie rozwojowe, takie jak archeony i mniej znane bakterie, które stwarzają jeszcze więcej możliwości tego typu odkryć – podsumował.
