Kształt bakterii ewoluuje, by lepiej dostosować się do nosogardzieli

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Analiza patogenów żyjących w nosogardzieli sugeruje, że ich kształt zmieniał się z czasem, przechodząc od cylindrycznych laseczek (bacilli) do kulistych ziarniaków (cocci).

Zespół prof. Frédérika Veyriera z INRS (Institut national de la recherche scientifique) zademonstrował, że zmiana mogła nastąpić, by ułatwić bakteriom wymykanie się układowi odpornościowemu gospodarza.

Jak podkreślają autorzy raportu z pisma PLoS Genetics, świetnie przystosowane do nisz ekologicznych przewodów nosowych dwoinki zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych (Neisseria meningitidis) i Moraxella catarrhalis wywołują niekiedy poważne infekcje (zakażenia układu oddechowego to trzecia najczęstsza przyczyna zgonów na świecie).

Analizy genetyczne przodków tych bakterii wykazały, że kluczowy jest gen yacF. Jego delecja pozwoliła bowiem na ewolucję kształtu. Meningokoki i M. catarrhalis, które występują dziś u ludzi, są kuliste i nie mają yacF.

Przejście od laseczek do sfer umożliwiło transformację peptydoglikanu, czyli rozpoznawanego przez układ odpornościowy gospodarza składnika ściany komórkowej bakterii (nastąpił wzrost zawartości pentapeptydów).

Posługując się porównaniami genetycznymi, naukowcy skorelowali pojawienie się nowego kształtu (ziarniaka) z delecją z genomu przodka N. meningitidis tylko jednego genu, wspomnianego yacF. Rekonstrukcja delecji u bakterii wyposażonych w pierwotną wersję locus, którą połączono z analizą struktury peptydoglikanu (PG), sugerowała, że gen ten koordynuje przejście od wydłużania do podziału komórki. Razem z yacF utracony został aparat elongacyjny, co doprowadziło do zmiany budowy PG. Tę samą ewolucję zaobserwowano również u M. catarrhalis. Dobór takiej cechy mógł być podyktowany kilkoma względami, m.in. potrzebą zmniejszenia powierzchni komórki przy zachowaniu pojemności czy polepszenia zdolności przywierania do komórek docelowych.

Przez długi czas sądziliśmy, że kształt bakterii to stała cecha. Wykorzystujemy ją nawet do klasyfikacji tych organizmów. Pewną tajemnicą pozostaje, jak różne gatunki regulują swój kształt. Nasze badanie pokazuje, że na morfologię ma wpływ środowisko, w jakim bakteria ewoluuje. To ekscytujące wyniki, bo byliśmy w stanie zidentyfikować tę samą zmianę u 2 różnych gatunków. Możliwe, że to kluczowy aspekt ich przystosowania do ludzkiej nosogardzieli.

Wiedza nt. patogenów zmieniających kształt z pokolenia na pokolenie może prowadzić do lepszych sposobów zapobiegania i leczenia chorób.

« powrót do artykułu