Strona główna nauka/tech Badanie roli siarkowodoru w ekspresji genów wychwytu żelaza u E. coli

Badanie roli siarkowodoru w ekspresji genów wychwytu żelaza u E. coli

28
0


Rola siarkowodoru w ekspresji genów pobierania żelaza u Escherichia coli

Wewnątrzkomórkowa akumulacja H2S reguluje aktywność wychwytu żelaza poprzez YgaV i ma kluczowe znaczenie dla oporności na antybiotyki u E. coli. Źródło: Tokijski Instytut Technologiczny

Oporność na antybiotyki i reakcja na stres oksydacyjny to ważne mechanizmy biologiczne, które pomagają bakteriom rozwijać się, zwłaszcza bakteriom chorobotwórczym, takim jak Escherichia coli. Siarkowodór (H2S), cząsteczka przekaźnika chemicznego, reguluje kilka czynności wewnątrzkomórkowych bakterii, takich jak reakcje na stres oksydacyjny i antybiotyki.

Zwiększony pobór żelaza wywołany przez wewnątrzkomórkową H2W patogennej bakterii Vibrio cholerae zidentyfikowano poziomy S, które przyczyniają się do jej reakcji na stres oksydacyjny. Jednak dokładny mechanizm stojący za H2Zależne od S odpowiedzi komórkowe E. coli pozostają niejasne.

Zespół badaczy pod kierownictwem profesora Shinjiego Masudy z Wydziału Nauk Przyrodniczych i Technologii Tokijskiego Instytutu Technologii w Japonii podjął próbę rozwikłania podstawowego mechanizmu i związku pomiędzy wewnątrzkomórkowym H.2Pobieranie S i żelaza przez E. coli. Wykorzystali genetycznie zmanipulowany szczep E. coli typu dzikiego (WT) z nadekspresją mstA, który koduje enzym transferazę siarkową 3-merkaptopirogronianu odpowiedzialną za wytwarzanie H2S.

Dodatkowo zastosowali zaawansowane techniki i testy sekwencjonowania genetycznego, aby zidentyfikować szlaki molekularne biorące udział w ogólnej regulacji wychwytu żelaza w odpowiedzi na H2Dostępność. Wyniki ich badań zostały opublikowane w czasopiśmie „ mBio dziennik.

Podzielając motywację i uzasadnienie obecnych badań, Masuda stwierdza: „Nasza grupa badawcza zidentyfikowała i scharakteryzowała wcześniej represor arsenu typu H2Czynnik transkrypcyjny SqrR reagujący na S-/nadsiarczek w fioletowej fotosyntetycznej bakterii Rhodobacter capsulatus, gdzie SqrR regulował ekspresję genów w odpowiedzi na H2Dostępność.

„Donoszono również, że YgaV, homolog SqrR w E. coli, hamuje transkrypcję genów układu oddechowego beztlenowego przy braku zewnątrzkomórkowego siarczku. Zmotywowało to nasz zespół do dalszego badania związku między wewnątrzkomórkowym H2Transkrypcja zależna od S, YgaV i wychwyt żelaza w E. coli.”

Początkowo badacze zaobserwowali, że szczep WT wykazujący nadekspresję mstA wytwarzał podwyższony poziom wewnątrzkomórkowego wirusa H2S, co skutkowało znacznie wyższą opornością na antybiotyki. Następnie przeprowadzili analizę sekwencjonowania RNA i odkryli, że poziom niektórych genów uległ zwiększeniu w odpowiedzi na nadprodukcję H.2S. Zauważyli 10-krotny wzrost poziomu transkryptu genetycznego tcyP, który koduje transporter L-cysteiny (aminokwas zawierający siarkę).

Ponadto odkryli, że szczególnie zwiększona została ekspresja genu syntazy cysteinylo-tRNA, który katalizuje syntezę cząsteczek supersiarczków z samopołączonymi atomami siarki. Nadsiarczki mogą bezpośrednio inaktywować antybiotyki β-laktamowe i przyczyniać się do ogólnej oporności na antybiotyki u E. coli z nadekspresją mstA.

Co więcej, geny związane z pompami wypływu antybiotyków uległy zwiększeniu, a geny transporterów dipeptydów/hemu uległy obniżeniu w szczepie WT z nadekspresją mstA, co wskazuje na wpływ H2S hiperakumulacja podczas pobierania żelaza.

Ponadto badacze potwierdzili rolę YgaV, bakterii H2Czynnik transkrypcyjny reagujący na S-/nadsiarczek, w regulacji w górę genów wychwytu żelaza w E. coli. Wykorzystując zmutowany ΔygaV szczep E. coli, w którym ygaV nie ulega ekspresji, ale mstA ulega nadekspresji, odkryli, że ekspresja genów wychwytu żelaza, a mianowicie fes, fepA, fhuE, fhuF, nfeF i cirA była zależna od obecności YgaV, który z kolei jest zależny od wewnątrzkomórkowego H2Poziomy S.

„Nasze badanie dostarcza cennych informacji na temat dynamiki wychwytu żelaza przez E. coli i potwierdza rolę H.2Zależny od S YgaV w regulacji ogólnej reakcji na stres oksydacyjny i oporności na antybiotyki” – podsumowuje Masuda.

Więcej informacji:
Shouta Nonoyama i wsp., Zwiększone wewnątrzkomórkowe zakażenie H2Poziom S zwiększa wchłanianie żelaza przez Escherichia coli, mBio (2024). DOI: 10.1128/mbio.01991-24

Informacje o czasopiśmie:
mBio


Dostarczone przez Tokijski Instytut Technologii


Cytat: Exploring the role of siarkowodór w ekspresji genów wychwytu żelaza w E. coli (2024, 27 września) pobrano 27 września 2024 z https://phys.org/news/2024-09-exploring-role-hydrogen-sulfide -iron.html

Niniejszy dokument podlega prawom autorskim. Z wyjątkiem uczciwego obrotu w celach prywatnych studiów lub badań, żadna część nie może być powielana bez pisemnej zgody. Treść jest udostępniana wyłącznie w celach informacyjnych.





Link źródłowy