Eksplodirajuće kamikaza bakterije: Kako nekoliko ćelija „vojnika“ šire zarazu

Pre nego što smrtonosni otrovi mogu da napadnu ćelije domaćina, bakterije prvo moraju da ih iznesu iz mesta proizvodnje – citoplazme – koristeći specijalne sisteme lučenja, piše Phys.org.

Grupa pod vođstvom Štefana Raunzera sa Instituta Maks Plank za molekularnu fiziologiju rasvetlila je jedan izuzetan mehanizam sekrecije koji omogućava oslobađanje masivnih Tc toksina.

Preporučujemo

U nekoj vrsti samoubilačkog napada, mala grupa takozvanih bakterija „vojnika“, prepuna toksina, ispušta svoj smrtonosni tovar eksplodirajući u domaćinu.

Ciljanje takvih subpopulacija u medicinskim terapijama moglo bi predstavljati perspektivnu strategiju tretiranja bolesti izazvanih bakterijama koje postaju sve otpornije na antibiotike.

Kad patogena bakterija uđe u domaćina, ona uključi niz odbrambenih i napadačkih mehanizama radi širenja, invazije i kolonizacije dubljih tkiva i organa. To uključuje sekreciju niza otrovnih proteina koji uništavaju ćelijsku odbranu domaćina.

Kod gram-nagativnih bakterija, koje mogu da izazovu ozbiljne infekcije i postaju sve otpornije na antibiotike, toksični proteini se suočavaju sa izazovom prelaska nekoliko ćelijskih barijera – koje pripadaju i bakterijama i domaćinu – da bi konačno stigli na svoj cilj.

Radi toga su bakterije razvile nekoliko specijalizovanih sistema lučenja. Neki mogu stvoriti različite otrove i postoje kod gotovo svih bakterija, dok su drugi identifikovani samo kod malog broja bakterija.

Mehanizam za lučenje mnogih manjih otrova je već utvrđen, ali ne i za veće, kao što su Tc toksini koje proizvode ozloglašene yersinia bakterije, koje takođe uključuju patogene koji uzrokuju kugu i tuberkulozu.

Eksplodirajuće bakterije „vojnici“

Naučnici su otkrili da samo mali specijalizovani podskup bakterijskih ćelija proizvodi i izvozi toksine plaćajući najveću cenu, tj. umirući. Međutim, šta navodi te ćelije da se prvo uvećaju i proizvedu smrtonosni koktel otrova, a zatim da izvrše samoubistvo u korist svojih drugova?

Naučnici su prvo ustanovili da pojava „vojnika“ zavisi od temperature, nutrimenata i ćelijske gustine. Zatim su otkrili genetski prekidač osetljiv na temperaturu koji sinhronizuje proizvodnju toksina sa proizvodnjom sekrecionog sistema, i pretvara obične ćelije u „vojnike“.

Masovna proizvodnja toksina udružena sa uvećanjem ćelija osigurava da samo nekoliko individua mora da se žrtvuje za opšte dobro bakterijske populacije, što je vrlo efikasna strategija.

(Telegraf Nauka/Phys.org)