Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra cách một hệ thống protein, được gọi là TamAB, giúp Salmonella tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt bên trong đại thực bào.
Salmonella nổi tiếng về khả năng sống sót và nhân lên trong các đại thực bào, thường gây tử vong cho vi khuẩn xâm nhập do môi trường khắc nghiệt của chúng. Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra cách một hệ thống protein, được gọi là TamAB, giúp Salmonella tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt bên trong đại thực bào.
Salmonella là mầm bệnh từ thực phẩm gây ra hơn một triệu ca nhiễm trùng mỗi năm ở Hoa Kỳ. Đáng lo ngại, nó có thể giết chết những người trẻ, già và bị suy giảm miễn dịch.
Điều khiến những vi khuẩn này đặc biệt nguy hiểm là khả năng trốn tránh các phản ứng miễn dịch của chúng ta.
Đại thực bào được thiết kế để tiêu diệt vi khuẩn bằng cách phun chúng bằng các sản phẩm kháng khuẩn, cho chúng tiếp xúc với môi trường axit và giữ lại magiê, tất cả đều nhắm vào các lớp bên ngoài của vi khuẩn.
Tuy nhiên, Salmonella đã phát triển các cơ chế để tồn tại và phát triển trong môi trường này.
Trong điều kiện bình thường, Salmonella sử dụng phức hợp gọi là Bam để lắp ráp một số protein nhất định được vận chuyển đến lớp màng ngoài của nó.
Trong các nghiên cứu trước đây, nhóm đã chỉ ra rằng bên trong các đại thực bào, phức hợp bị tổn hại và kết quả là Salmonella phụ thuộc vào hệ thống PhoPQ để cảm nhận môi trường và điều phối những thay đổi cần thiết ở màng ngoài.
(adv)
Các nghiên cứu trên các vi khuẩn khác đã chỉ ra rằng phức hợp TamAB thực hiện các chức năng tương tự như Bam, điều này khiến các nhà nghiên cứu của nghiên cứu này đặt câu hỏi liệu nó có quan trọng đối với Salmonella hay không . Họ phát hiện ra rằng các gen chịu trách nhiệm sản xuất TamAB đang được PhoPQ kiểm soát.
James Slauch cho biết: “Từ các nghiên cứu khác, chúng tôi biết rằng TamA giống với BamA trong cấu trúc của nó. Khi chúng tôi nhận ra rằng PhoPQ đang kiểm soát phức hợp TamAB này, chúng tôi đã đưa ra giả thuyết rằng phức hợp Bam gặp khó khăn trong đại thực bào và TamA được tạo ra bởi PhoPQ để trợ giúp”. (IGOH), giáo sư vi sinh học.
Để kiểm tra giả thuyết của mình, trước tiên các nhà nghiên cứu đã loại bỏ TamAB khỏi Salmonella . Thật ngạc nhiên, những đột biến này vẫn có thể gây nhiễm trùng ở chuột.
Tuy nhiên, khi chúng cũng làm tê liệt tổ hợp Bam, những dị nhân thiếu TamAB đã phải vật lộn.
Các nhà nghiên cứu cũng nhận thấy kết quả tương tự khi họ tái tạo các điều kiện giống như đại thực bào trong ống nghiệm và thử nghiệm các đột biến Salmonella khác nhau .
Họ quan sát thấy những đột biến thiếu cả phức hợp Bam và TamAB đều nhạy cảm với vancomycin.
Kết quả này đặc biệt hấp dẫn vì vancomycin không được sử dụng để điều trị Salmonella vì nó không thể xuyên qua màng ngoài.
Độ nhạy này cho thấy hai phức hợp này có chức năng tạo ra hoặc duy trì màng ngoài, mặc dù cơ chế này chưa rõ ràng.
“Về cơ bản, TamAB giúp tạo điều kiện thuận lợi cho tổ hợp Bam hoạt động nhưng mang tính gián tiếp”, Yekaterina Golubeva, nhà khoa học nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Slauch cho biết.
Hiện vẫn chưa rõ tác động gián tiếp có thể là gì. "Vấn đề là việc nghiên cứu màng ngoài rất phức tạp vì mọi thứ đều liên kết với nhau. Nếu bạn làm xáo trộn phức hợp Bam, nó sẽ phá vỡ các máy móc bổ sung cần thiết cho quá trình tổng hợp màng ngoài. Kết quả là rất khó hiểu được sự đóng góp của các protein này," Slauch nói.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu hiện đang quan tâm đến việc tìm hiểu xem TamAB có tác dụng như thế nào.
Để làm như vậy, họ sẽ sử dụng các đột biến ức chế đã tích lũy các loại đột biến khác nhau có thể giúp chúng phát triển ngay cả khi phức hợp Bam và Tam của chúng bị khiếm khuyết, cung cấp cái nhìn sâu sắc về cấu trúc và chức năng màng ngoài của Salmonella .
Slauch nói : “Có những nỗ lực đang được tiến hành ở các công ty công nghệ sinh học nhằm mục tiêu tổ hợp Bam như một cách để điều trị nhiễm trùng Salmonella ”.
"Hiểu được cấu trúc của màng ngoài khi Salmonella ở trong đại thực bào có thể giúp chúng tôi hiểu điều gì sẽ ảnh hưởng đến độ nhạy cảm của nó với thuốc và kết quả của chúng tôi với vancomycin phù hợp với điều đó."
Nguồn Viện Sinh học Gen Carl R. Woese, Đại học Illinois tại Urbana-Champaign
