Выявлен белок, который помогает Vibrio cholerae адаптироваться к температуре, что дает представление о том, как бактерии меняют свою биологию в различных условиях.
Согласно исследованию, опубликованному в eLife, белок, BipA, имеющийся во всех видах бактерий, может быть ключом к тому, как бактерии изменяют свою биологию и ростовые свойства, чтобы выжить при неоптимальных температурах.
Как и другие виды, V. cholerae образует биопленки для защиты от стрессовых ситуаций. V. cholerae формирует эти биопленки как в водной среде, так и в кишечнике человека. Имеются данные, свидетельствующие о том, что образование биопленки имеет решающее значение для способности V. cholerae колонизировать кишечник и может повысить его вирулентность.
"V. cholerae подвергается воздействию широкого диапазона температур, и адаптация к ним важна не только для выживания в окружающей среде, но и для инфекционного процесса", - объясняет ведущий автор Тереза дель Песо Сантос, Университет Умео, Швеция. "Мы знаем, что при 37 градусах Цельсия V. cholerae растет в виде грубых шероховатых колоний, которые образуют биопленку. Однако при более низких температурах эти колонии абсолютно гладкие. Мы хотели понять, почему это происходит".
Исследователи обнаружили заметное увеличение экспрессии генов, связанных с образованием биопленки в колониях, растущих при температуре 37С по сравнению с 22С. Чтобы выяснить, как контролируются эти гены при более низких температурах, они генерировали случайные мутации, а затем определяли, какие мутации образовались не в гладких колониях при 22С, а в грубых. Затем они выделили колонии, чтобы определить, какие гены необходимы для отключения генов биопленки при низких температурах.
Самый распространенный ген, который они нашли, связан с белком под названием BipA. Как и предполагалось, когда они намеренно удаляли BipA из V. cholerae, получившиеся вибрионы образовывали гне гладкие, грубые колонии, типичные для биопленок. Это подтвердило роль BipA в контроле образования биопленок при более низких температурах.
Для изучения того, как BipA функционирует, исследователи сравнили белки, вырабатываемые нормальными V. cholerae, с белками, вырабатываемыми бактериями, не имеющими BipA, при 22 и 37 градусах. Они обнаружили, что BipA изменяет уровень экспрессии более чем 300 белков V. cholerae, выращенных при неоптимальных температурах, увеличивая уровень экспрессии 250 белков, включая практически все известные белки, связанные с биопленкой.
Они также показали, что при 37С, BipA изменяет структуру на ту, которая может сделать его более склонным к деградации. В отсутствие BipA увеличивается производство ключевых регуляторных белков, что приводит к экспрессии генов, ответственных за формирование биопленки.
Эти результаты дают новое представление о том, как V. cholerae адаптируется к температурам и помогает понять, а в идеале предотвратить его выживание в различных средах.
"Мы показали, что BipA имеет решающее значение для зависящих от температуры изменений в производстве компонентов биопленки и изменяет форму колонии у некоторых штаммов V. cholerae", - заключает старший автор Фелипе Кава. "Будущие исследования будут посвящены эффектам регулирования температуры и BipA на V. cholerae при инфицировании хозяина, а также последствиям для передачи возбудителя".
