研究人员发现衣原体如何从宿主体内吸收新的DNA
根据疾病控制与预防中心的数据,沙眼衣原体是美国最常报告的性传播细菌性疾病,2017年共计170万例。在青少年中,发病率最高。如果不及时治疗,衣原体会导致失明和不育。除美国外,衣原体是全球领先的性传播细菌感染。
总部位于堪萨斯大学的分子生物学家团队最近发表的一篇论文指出了一种基因,该基因可使衣原体从宿主环境中吸收DNA。
“目前,治疗衣原体感染的主要抗生素是强力霉素和阿奇霉素,但它们分别类似于治疗痤疮或呼吸道感染所需要的抗生素,”第一作者Scott LaBrie说。 KU的生物科学。“这些药物不仅影响衣原体感染,而且还影响许多其他微生物,包括您的微生物组。因此,尽管有足够的药物可以消除衣原体感染,但是您也有可能破坏自然菌群。衣原体特有的重要性非常重要。我们越来越了解到肠道,体内微生物区系的稳态对健康至关重要。”
LaBrie在mBio中进行的研究的合作者是KU研究生ZoëDimond,Kelly Harrison,Srishti Baid,博士后科学家Jason Wickstrum和分子生物科学教授P. Scott Hefty。Hefty实验室的KU研究人员还与华盛顿大学的合著者Robert Suchland合作。
相应的作者海夫蒂说:“为了引起疾病,衣原体必须进入宿主细胞并保护自己免受宿主防御,同时还要大量复制,以便能够传播到周围的细胞中。”“许多细菌用来引起疾病的机制通常是通过共享和吸收新的DNA(构成生物体基因的分子)而获得的。到目前为止,衣原体是如何获得新的DNA的还不是很清楚。但是,使用一种新颖的作为一种遗传工具,本文确定了一种基因,可以使衣原体从其周围环境中获得新的DNA。”
该研究小组使用了一种称为“转座子诱变”的遗传工具,该工具在单个基因中产生突变。研究人员破坏了衣原体细菌染色体中的80多个基因,然后观察了它们对生长和感染的影响。
LaBrie说:“大约有1000个可能被破坏的基因。”“尚未开发出太多的遗传工具来研究衣原体的基本生物学。因此,这使我们能够随机破坏单个基因-然后研究其作用或表型。然后可以突出该基因和基因的重要性。在生物体引起疾病的能力中可能发挥的作用。”
LaBrie将在分子水平上测试衣原体的功能与在军用车辆上进行的实验进行了比较。
他说:“这就是该工具的用武之地。”“我把它等同于军用悍马车。如果您不知道那辆车是干什么的,您可能可以把它的车头灯熄灭。然后您会注意到它只在白天行驶,而不是在夜间行驶。如果您爆胎,它可能什么也没去。然后,如果您敲开它的枪,它可能会在整个地方行驶,但它不会杀死任何人。这就是我们对不同衣原体所做的工作-重新敲除不同的特定成分,然后观察这如何影响其复制,感染或进入宿主细胞的能力,或在整体感染宿主方面的表现如何。”
利用在培养皿和小鼠模型中的这种消除过程,研究小组在衣原体中分离了一个关键基因,该基因编码一种从宿主环境中获取新DNA的蛋白质,称为“ ct339”。
Hefty说:“该基因的突变为产生证据提供了机会,即如果没有完整的基因,衣原体将无法再获得新的遗传物质来帮助其适应环境,包括宿主防御。”
拉布里(LaBrie)将该研究称为“基础砖砌”。
他说:“我们希望该工具能够突出不同的基因及其产物,然后将其用于治疗。”“可能是在这个突变体文库中,可能会有某种东西作为用于毒力的绝对机制出现,然后可以被靶向-通过某种可以结合并抑制该蛋白质执行其功能的药物,或者通过识别表面上可以作为疫苗靶向的物质。总的来说,这大部分是基础科学,但可以帮助确定未来治疗方法的目标。”
拉布里(LaBrie)来自加利福尼亚州萨克拉曼多,在加入KU之前曾就读于Haskell印度民族大学攻读本科,他说,他希望明年春季获得博士学位。之后,他计划与妻子一起搬迁到阿拉斯加,以继续他的研究事业。
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