Objavená nová úloha malých RNA pri infekciách Salmonella

Salmonella sú potravinové patogény, ktoré každoročne infikujú milióny ľudí. Aby tak urobili, tieto baktérie závisia od komplexnej siete génov a génových produktov, ktoré im umožňujú vnímať podmienky prostredia. V novom dokumente výskumníci skúmali úlohu malých RNA, ktoré pomáhajú exprimovať gény virulencie Salmonella.

Baktérie typu 3 infikujú ľudí tak, že najprv napadnú bunky čreva pomocou ihličkovitého systému nazývaného sekrečný systém. Tento systém vstrekuje proteíny priamo do buniek, čím spúšťa kaskádu zmien, ktoré spôsobujú zápal a v konečnom dôsledku hnačku. Gény kódujúce tento systém a ďalšie gény potrebné na inváziu sa nachádzajú v oblasti DNA nazývanej ostrov patogenity Salmonella 1.

„SPI-1 musí byť dobre regulovaný,“ povedala Sabrina Abdullah, postgraduálna študentka v laboratóriu Vanderpool a prvá autorka štúdie. „Ak je sekrečný systém typu 3 nedostatočne produkovaný, Salmonella nespôsobuje infekciu a ak je injektor nadmerne produkovaný, Salmonella je chorá.“

SPI-1 je regulovaný rozsiahlou regulačnou sieťou. Najprv tri Transkripčné faktory: HilD, HilC a RtsA, všetky regulujú svoju vlastnú a vzájomnú expresiu DNA. Aktivujú ďalší transkripčný faktor HilA, ktorý následne aktivuje zostávajúce gény SPI-1. Ak to nie je dosť komplikované, SPI-1 musí vnímať rôzne environmentálne podnety a modulovať expresiu svojich génov, aby ovplyvnil svojho hostiteľa.

„Už dlho vieme, že na génovej regulácii Salmonella sa podieľa množstvo environmentálnych faktorov. Nevedeli sme však ako. Vtedy sa vedci začali zaoberať malými RNA,“ povedal Abdullah.

Malé RNA hrajú dôležitú úlohu pri určovaní fungovania génov Bakteriálne bunky. Tieto molekuly zvyčajne interagujú s proteínmi alebo mRNA, ktorá obsahuje pokyny na výrobu proteínov. V dôsledku toho sRNA ovplyvňujú rôzne bakteriálne funkcie, vrátane virulencie a environmentálnych reakcií.

V tomto dokumente sa výskumníci zaoberali sRNA, ktoré regulujú hilD mRNA, konkrétne sekvenciu v mRNA nazývanú 3′ nepreložená oblasť, časť mRNA, ktorá sa nezúčastňuje tvorby proteínu HilD. V baktériách sú 3′ UTR typicky dlhé 50 až 100 nukleotidov. Avšak 3′ UTR hilD mRNA bola dlhá 300 nukleotidov.

„Východiskovým bodom pre moju prácu bolo pozorovanie, že keď som vymazal 3′ UTR, expresia génu hilD vzrástla 60-násobne,“ povedal Abdullah. „Rozhodli sme sa hľadať sRNA, ktoré by mohli interagovať s touto oblasťou.“

Výskumníci zistili, že aj keď obe sRNA Spot42 a STSR môžu zacieliť na 3′ UTR, robia to v rôznych oblastiach. „Tento výsledok naznačuje, že celý 3′ UTR je dôležitý pre reguláciu,“ povedal Abdullah. „Ukázali sme, že sRNA stabilizujú HilT mRNA a chránia ju pred degradáciou.“

„Takéto dlhé 3′ UTR neboli dobre preštudované. S ďalším genetickým výskumom si ľudia stále viac uvedomujú, že tieto dlhé oblasti existujú a sú dôležité pre reguláciu,“ povedal Abdullah.

Pomocou myší sa vedci pozreli na to, ako Spot42 a SDSR spôsobili infekciu Salmonella. Vykonali konkurenčné testy na myšiach, kde zaviedli mutantné baktérie bez sRNA a baktérie s sRNA, aby zistili, ktoré kmene prežili a spôsobili infekciu. „Zistili sme, že keď sú sRNA vymazané, baktérie nemôžu prežiť v hostiteľovi. Ukázali sme tiež, že sRNA zohrávajú úlohu pri pomoci SBI-1 napadnúť hostiteľské bunky,“ povedal Abdullah.

„Teraz, keď vieme, že siRNA hrajú dôležitú úlohu pri kontrole SBI-1 prostredníctvom svojich regulačných účinkov na HilT3′ UTR, chceli sme rozšíriť naše štúdie dvoma smermi. Chceli sme sa dozvedieť viac o tom, ako. molekulárnej úrovnisRNA ovplyvňujú hladiny hilD mRNA. Chceme tiež lepšie pochopiť, ako sa sRNA podieľajú na regulácii expresie ďalšieho dôležitého SPI-1 Gény“ povedal Kari Vanderpool (MME/IGOH), profesor mikrobiológie.

Bola publikovaná štúdia „Malé RNA aktivujú ostrov patogenity Salmonella 1 moduláciou stability mRNA prostredníctvom Hilti mRNA 3′ UTR“. Journal of Bacteriology.