Более половины населения Земли является носителями Helicobacter pylori в слизистой оболочке желудка. Зачастую она не вызывает проблем на протяжении всей жизни, но иногда может вызвать воспаление, а в некоторых случаях даже привести к развитию рака желудка. Helicobacter pylori использует несколько "вирулентных" факторов, которые позволяют ей выживать в желудке и могущих привести к развитию болезни.
В журнале Molecular Cell исследовательская группа профессора Синтии Шармы сообщает, что многие из этих факторов централизованно регулируются небольшой молекулой РНК, называемой NikS.
Профессор Шарма возглавляет кафедру молекулярной биологии инфекций в университете Юлиуса-Максимилиана (JMU) в Вюрцбурге, Германия.
Среди генов-мишеней, регулируемых NikS, выделяются два наиболее важных фактора вирулентности Helicobacter pylori, а также два кодирующих белка внешней мембраны. В частности, исследователи JMU смогли показать, что NikS регулирует белок CagA, бактериальный онкопротеин, который играет центральную роль в развитии рака, спровоцированного Helicobacter pylori. Кроме того, под контролем NikS находится белок с до сих пор неизвестной функцией, который высвобождается H. pylori в окружающую среду.
Новые открытия актуальны для исследований в области инфекционных заболеваний: "Знание различных функций и молекулярных механизмов, лежащих в основе функционирования этой микро-РНК во время инфекции и связанных с ней сигнальных путей, позволяет нам получить новые цели для разработки новых антимикробных стратегий", - объясняет Синтия Шарма.
Фазовые вариации даже у молекул микро РНК
Тот факт, что Helicobacter pylori способна колонизировать такую враждебную среду как желудок настолько успешно, объясняется еще и особой генетической стратегией: как и другие патогены, H. pylori использует стратегию, известную как фазовая вариация, чтобы как можно гибче адаптироваться к изменениям окружающей среды. Фазовая вариация означает, что бактерии постоянно меняют экспрессию гена случайным образом посредством генетических мутаций. Это означает, что некоторые бактерии в популяции всегда будут готовы экспрессировать ген, когда он становится нужным - своего рода стратегия "хеджирования".
Группа Шармы впервые смогла показать, что экспрессия небольшой молекулы РНК, такой как NikS, а не только белков, также может быть подвержена фазовым вариациям. В зависимости от условий, преобладающих в желудке, могут быть востребованы различные количества NikS . Уровни малых молекул РНК могут меняться в зависимости от фазовых изменений, что приводит к различной регуляции факторов вызывающих заболевание.
NikS помогает колонизировать клетки хозяина
"Этот механизм может играть важную роль в успешной адаптации Helicobacter pylori к переменной желудочной среде и, таким образом, хронически колонизировать своего хозяина", - говорит Шарма. В ходе экспериментов ученые смогли показать, что NikS влияет на интернализацию бактерий в клетки хозяина. Кроме того, микро РНК облегчает H. pylori преодоление эпителиальных барьеров и, таким образом, может привести к лучшему доступу к питательным веществам в более глубоких тканях желудка.
В дальнейших исследованиях специалисты JMU будут стремиться выяснить, как микро РНК способствует колонизации различных ниш в желудке и регулирует ли она другие гены, которые также могут быть вовлечены в патогенез.
