Wissenschaftler identifizieren "Tötungsgerät" in Cholerabakterien, die zur Virulenz beitragen

Cholera - eine bakterielle Infektion, die durch das Trinken von Nahrung oder Wasser verursacht wird Vibrio cholerae Bakterium - ist verantwortlich für bis zu 120.000 globale Todesfälle pro Jahr. In einer neuen Studie sagen Forscher, dass sie einen Mechanismus entdeckt haben, nach dem V. Cholerae wird virulenter und ermöglicht ein besseres Verständnis der Übertragung von Cholera und anderen Krankheiten.
Dieses Bild zeigt V. cholerae-Bakterium, das an einer Chitinoberfläche an der Schale eines Krebstieres befestigt ist.
Bildnachweis: Graham Knott und Melanie Blokesch / EPFL

Das fanden Melanie Blokesch und ihre Kollegen von der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in der Schweiz V. Cholerae ersticht und tötet in der Nähe befindliche Bakterien - auch solche der gleichen Art - mit einer federbelasteten Speer-ähnlichen Waffe.

Das Bakterium nimmt dann die DNA seines Opfers, so dass es sich weiter in seinem Wirt ausbreiten kann.

Die Forscher veröffentlichen ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Wissenschaft.

V. Cholerae lebt natürlich im Wasser und bindet an winzige Planktonkrustentiere. Es ernährt sich von Chitin - einem Zuckerpolymer, das auf den Schalen der Krebstiere zu finden ist. Wie es so ist, V. Cholerae tritt in "natürliche Kompetenz" ein - eine Art Überlebensmodus, bei dem das Bakterium mit seiner speerartigen Waffe, dem so genannten Typ-VI-Sekretionssystem (T6SS), benachbarte Krankheitserreger angreift.

In dieser Studie wollten Blokesch und Kollegen mehr über die natürliche Handlungskompetenz von V. Cholerae und wie es es benutzt, um zu überleben.

Das Team bewertete eine Vielzahl von V. Cholerae Stämme, darunter einige, die an der Cholera-Pandemie beteiligt waren, die in den 1960er Jahren begann und immer noch die heutigen Populationen betrifft.

Um diese Stämme in ihrer natürlichen Umgebung zu überwachen, wuchsen die Forscher sie auf der Schalenoberfläche von Krebstieren, so dass sie sich von Chitin ernähren konnten.

Ein einzelner V. Cholerae Zelle kann mehr als 40 Gene eines anderen Bakteriums aufnehmen

Mit genetischen und biologischen Bildgebungsverfahren fanden sie heraus, dass sie nicht nur in die natürliche Kompetenzphase eintreten, in der T6SS in der Nähe befindliche Bakterien ersticht und tötet, sondern auch ihre eigene DNA.

Dieser Prozess wird als "horizontaler Gentransfer" bezeichnet und wird von der Umgebung aktiviert, in der V. Cholerae wohnt, erklären die Forscher. Diese Technik ermöglicht V. Cholerae virulenter werden.

"Mit dieser Art der DNA-Akquisition, eine einzige V. Cholerae Die Zelle kann Fragmente mit mehr als 40 Genen aus einem anderen Bakterium absorbieren ", erklärt Blokesch." Das ist eine enorme Menge neuer genetischer Informationen. "

Das Team sagt, dass ihre Ergebnisse signifikant sind, da der horizontale Gentransfer in einer Reihe von Bakterien stattfindet und bekanntermaßen eine Rolle bei der Beschleunigung der Resistenz von Pathogenen gegen Antibiotika spielt.

Darüber hinaus bedeutet die Tatsache, dass T6SS durch eine Chitin-bezogene Umgebung aktiviert wird V. Cholerae kann ein höheres Risiko für Personen darstellen, die es einnehmen; das speerartige Gerät könnte auch schützende Bakterien abtöten, die im menschlichen Darm leben.

Die Forscher planen nun, die Beziehung zwischen der Produktion des Speers und dem horizontalen Gentransfer zu untersuchen. Blokesch fügt hinzu:

"Durch das Studium dieses Zusammenspiels können wir evolutionäre Kräfte besser verstehen, die menschliche Pathogene und vielleicht auch die Übertragung der Cholera-Krankheit prägen."

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