Zabójstwo dla DNA

Naukowcy z laboratorium Melanie Blokesch z Politechniki Federalnej w Lozannie zaobserwowali, że w ramach współzawodnictwa przecinkowce cholery (Vibrio cholerae) przechwytują geny sąsiadujących z nimi bakterii i wbudowują je w swoje DNA. Nakłuwają sąsiednie komórki za pomocą białkowego ostrza. Wyposażony w mechanizm sprężynowy "harpun" raz po raz wystrzeliwuje w kierunku ofiar.

Zwykle V. cholerae występują w środowisku wodnym i wiążą się z chityną ścian komórkowych stawonogów, np. skorupiaków. W ramach najnowszego studium Szwajcarzy zauważyli, że chityna wydaje się aktywować u przecinkowców system sekrecji typu 6. (T6SS). To dzięki niemu bakterie tworzą białkowe ostrze, którym przebijają otaczające komórki, nawet jeśli należą one do tego samego gatunku co one. Ostrze uśmierca bakterie, wydzielając białka przeprowadzające lizę błony komórkowej. Później przecinkowce wchłaniają uwolniony materiał genetyczny.

Blokesch postanowiła sprawdzić, jak V. cholerae wykorzystują to zachowanie w ramach walki o przeżycie na wolności. Pracownicy jej laboratorium testowali szczepy przecinkowców cholery z całego świata (większość miała związek z 7. pandemią cholery, która rozpoczęła się w Indonezji w latach 60., rozprzestrzeniając się szybko po Azji, Europie i Ameryce Łacińskiej).

Naukowcy hodowali bakterie na powierzchniach chitynowych symulujących naturalne habitaty na skorupiakach. Ustalono, że drobne ostrza są nie tylko częścią naturalnego systemu przeżycia V. cholerae, ale i przyczyniają się do transferu genów, które mogą sprawić, że bakteria będzie bardziej oporna na zagrożenia, np. na antybiotyki. By w czasie rzeczywistym zidentyfikować mechanizmy biorące udział w horyzontalnym transferze genów, Szwajcarzy posłużyli się technikami genetycznymi i obrazowymi.

Stosując ten tryb nabywania DNA, pojedyncza komórka V. cholerae może wchłonąć fragmenty zawierające ponad 40 genów innej bakterii. To olbrzymia ilość nowych danych genetycznych - podkreśla Blokesch.

Autorzy artykułu z pisma Science podkreślają, że najprawdopodobniej aktywacja ostrza za pośrednictwem chityny sprawia, że spożyte przecinkowce są bardziej niebezpieczne dla pacjentów, ponieważ molekularna broń może niszczyć ochronne bakterie z przewodu pokarmowego.

Obecnie naukowcy badają wzajemne oddziaływania między transferem horyzontalnym a produkcją harpuna uruchamianą przez chitynę. W ten sposób można lepiej zrozumieć siły ewolucyjne kształtujące ludzkie patogeny, a niewykluczone, że i transmisję cholery.

przecinkowiec cholery Vibrio cholerae transfer horyzontalny geny oporność ostrze system sekrecji typu 6. T6SS