Gewinnen die Arme Rennen: Analyse offenbart Schlüssel-gen für die bakterielle Infektion

Um erfolgreich zu infizieren Ihre Wirte, Bakterien zu entziehen, die host-Immunsystem, um sich zu vermehren und zu verbreiten. Im Laufe der evolution, hosts — wie Menschen — entwickeln zunehmend ausgeklügelte Abwehrmechanismen gegen bakterielle Infektion, während Bakterien, die wiederum die Entwicklung neuer Strategien zur überwindung dieser Abwehrmechanismen in ein biologisches Wettrüsten.

Dieser Wettbewerb hat dazu geführt, die Entwicklung von Antibiotika-resistenten Bakterien, für die nur wenige oder keine medizinischen Behandlungen wirksam sind. Es ist daher ein zunehmend dringender Bedarf für neue Medikamente für den Einsatz gegen solche Bakterien.

Ein Forscherteam an der Universität von Osaka haben neue Hoffnung im Kampf gegen Antibiotika-resistente Bakterien, indem er einen genetischen Faktor, der wichtig ist für die Virulenz von Streptococcus pneumoniae. Dieses Bakterium verursacht sepsis, Pneumonie, meningitis und ist eine große Bedrohung für die öffentliche Gesundheit weltweit. Das team nutzte molekulare evolutionäre Analyse von gen-Sequenzen zu identifizieren ein gen, das hat weitgehend verhindert mutiert in anderen Varianten, was darauf hindeutet, dass es unerlässlich ist für die Infektion und/oder Vervielfältigung von diesem Bakterium.

In dieser Arbeit berichten Sie in der Fachzeitschrift Kommunikation Biologie, das team konzentriert sich auf Gene, die für Proteine Kodieren genannt Cholin-bindende Proteine (GGP), die sich auf der bakteriellen Zelloberfläche und interagieren mit dem host-Immunsystem.

„Wir analysierten alle codons in Genen, die gemeinsamen Grundprinzipien und verglichen Ihre Ebenen der Vielfalt, überlegen, wie tolerant der mutation jedes gen ist,“ Shigetada Kawabata sagt. „Wir fanden, dass im gen cbpJ, über 13% der codons wurden unter negativer Selektion, was bedeutet, dass, wenn Mutationen ereignet hatte, in diesen Regionen, Sie reduziert bakteriellen überleben und führte zu der Mutante und eliminiert Sie aus der Bevölkerung.“

Dieser Befund führte das team zu untersuchen cbpJ’s-Effekte. Sie fanden, dass bei Mäusen wurden intranasal infiziert mit Wildtyp-oder cbpJ-defizienten S. pneumoniae, die mit der mutierten Bakterien wurden mehr wahrscheinlich, um zu überleben und hatte weniger Bakterien in der Lunge.

„Wir kultiviert die cbpJ-defizienten S. pneumoniae mit Neutrophilen Granulozyten in Mittel-und festgestellt, dass die mutierten Bakterien wurden in der Regel weniger in der Lage zu überleben; allerdings, wenn die Neutrophilen wurden, fehlen die Mittel, Sie tatsächlich besser als die wild-Typ-Bakterien,“ führt der Autor Masaya Yamaguchi sagt. „Dies deutet darauf hin, dass cbpJ hilft Bakterien zu entziehen Erkennung und clearance von Neutrophilen Granulozyten.“

Die Tatsache, dass die cbpJ gen ist unter strenger negativer selektiver Druck macht ihn zu einem besonders attraktiven Ziel für Drogen, da dieser Druck beschränken würden, die Wahrscheinlichkeit von Arzneimittel-resistenten Mutanten entstehen. Diese Studie zeigt auch den Wert der molekular-evolutionäre Analyse zur Identifizierung neuer drug-targets, darunter unter Pneumokokken-Virulenzfaktoren, vor allem, wenn in Kombination mit traditioneller molekularbiologischer Ansätze.