Молекулярные биологи узнали, как возбудители одной из самых распространенных пищевых инфекций – листериоза – проникают в клетки человека и животных, и выяснили, как этому можно помешать. Об этом пишет пресс-служба МФТИ со ссылкой на статью в научном журнале Cell Reports.
«Мы раскрыли взаимодействие двух информационных РНК, которое способствует проникновению бактерии в клетки. Если заблокировать этот механизм, бактерия перестает заражать клетки. Кроме того, мы показали, что две информационные РНК в принципе могут взаимодействовать друг с другом. Такой механизм может быть более распространен, чем полагалось ранее», – прокомментировал один из авторов работы, старший научный сотрудник МФТИ Дмитрий Игнатов.
Листериоз, одну из самых распространенных пищевых инфекций, вызывают бактерии вида Listeria monocytogenes. Как правило, они обитают в почве или в силосе. В организм человека они могут проникать вместе с овощами и продуктами животноводства.
В отличие от многих других пищевых инфекций, листериоз очень опасен для человека, так как его возбудители могут заражать не только клетки пищеварительных органов, но и проникать в центральную нервную систему. В подобных случаях жизнь больного спасти удается крайне редко. Более легкие формы этой инфекции вызывают смерть примерно в каждом седьмом случае.
Как отмечают Игнатов и его коллеги, биологи уже много десятилетий изучают то, как меняется поведение Listeria monocytogenes при попадании в организм человека и что заставляет этих бактерий вырабатывать огромное число токсинов, которые убивают нервные клетки и другие ткани тела.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ВЗАИМОПОМОЩЬ
Листерии и многие другие микробы приспосабливаются к изменениям в окружающей среде, гибко регулируя активность своих генов с помощью коротких молекул РНК. Они мешают клеткам считывать эти участки генома и вырабатывать связанные с ними белки.
К примеру, в клетках Listeria monocytogenes есть РНК-молекулы prfA, которые играют роль своеобразного термометра. Они мешают микробу вырабатывать белки, которые нужны тому, чтобы заражать человека, если температура окружающей среды составляет меньше 37 °C.
Игнатов с коллегами проводили своеобразную «перепись» подобных РНК-молекул, отслеживая, как различается жизнедеятельность листерий, которые растут при температуре в 27 и 37 °C. Сравнивая изменения в концентрации РНК-молекул и активности связанных с ними генов, биологи надеялись понять, что именно делает микроб во время проникновения в тело человека.
В результате оказалось, что РНК-«термометр» prfA участвует в этом процессе не один. В нем были замешана еще одна пара РНК-молекул, hly и prsA2. Первая отвечает за сборку листериолизина, белка, благодаря которому микроб попадает внутрь клеток человека и других млекопитающих, а вторая оказалась связана с синтезом вспомогательных ферментов, которые помогаюи листериолизину принять правильную форму.
Ученые обнаружили, что если заблокировать работу hly, то почти все молекулы prsA2 разрушались. Это было связано с тем, что нити РНК hly временно связывались с prsA2 и не позволяли клетке расщеплять их, что обычно происходит в состоянии покоя.
Этой особенностью листерий, как показали последующие опыты на культурах клеток мышей, теоретически можно пользоваться для борьбы с инфекцией. Для этого нужно использовать вещества, которые мешают РНК-молекулам соединяться друг с другом. Возможно ли это на практике, покажут последующие эксперименты, заключают авторы статьи.
