為了引起疾病，人類病原體金黃色葡萄球菌必須適應(yīng)不斷變化的宿主環(huán)境。許多這些適應(yīng)是通過雙組分信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng) (TCS) 介導(dǎo)的，這些系統(tǒng)協(xié)調(diào)基因表達(dá)以響應(yīng)環(huán)境刺激。在《細(xì)菌學(xué)雜志》上報(bào)道的一項(xiàng)新研究中，伊利諾伊州的研究人員深入了解了葡萄球菌 TCS ArlRS 響應(yīng)宿主施加的錳和葡萄糖饑餓所利用的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制。
“信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)，例如 ArlRS，在讓病原體適應(yīng)病原體在感染過程中遇到的不斷變化的環(huán)境方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，因此是疾病的關(guān)鍵促成因素，”醫(yī)學(xué)副教授 Thomas Kehl-Fie (MMG) 說。微生物學(xué)和研究的領(lǐng)導(dǎo)者。
為了限制金黃色葡萄球菌的致病性，宿主會(huì)在感染期間隔離必需的營養(yǎng)物質(zhì)——這一過程稱為營養(yǎng)免疫——例如錳、鋅和鐵。然而，成功的病原體可以繞過這種宿主防御并導(dǎo)致疾病。研究人員將重點(diǎn)放在金黃色葡萄球菌用來逃避這種依賴于 ArlRS 雙組分系統(tǒng)的宿主反應(yīng)的機(jī)制上，該系統(tǒng)包括組氨酸激酶 ArlS 和反應(yīng)調(diào)節(jié)蛋白 ArlR。
“我們對(duì)闡明 ArlR 如何被激活特別感興趣，因?yàn)檫@種反應(yīng)調(diào)節(jié)器與金黃色葡萄球菌在營養(yǎng)限制中存活并協(xié)調(diào)攻擊宿主免疫系統(tǒng)的反應(yīng)的能力有關(guān)，”Kehl-Fie 說。
“Kehl-Fie 實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)興趣是試圖了解金黃色葡萄球菌如何抵抗?fàn)I養(yǎng)免疫，”Kehl-Fie 實(shí)驗(yàn)室的博士生、該論文的第一作者 Paola Párraga Solórzano 說。“由于有人建議 ArlR 被其他組氨酸激酶激活，我們想了解 ArlS 是否是 ArlR 對(duì)錳和葡萄糖限制條件的反應(yīng)所必需的。”
盡管組氨酸激酶與其同源反應(yīng)調(diào)節(jié)劑具有特定的相互作用，但在組氨酸激酶可以激活非同源反應(yīng)調(diào)節(jié)劑的地方會(huì)發(fā)生串?dāng)_。在其他研究中，非同源組氨酸激酶被證明可以激活 ArlR，從而使 ArlS 在抵抗?fàn)I養(yǎng)免疫方面的作用受到質(zhì)疑。
為了確定 ArlS 是否是激活 ArlR 所必需的，評(píng)估了缺乏arlS基因的突變菌株在缺錳條件下生長和激活 ArlR 的能力。這些條件是使用鈣衛(wèi)蛋白實(shí)現(xiàn)的，鈣衛(wèi)蛋白是一種免疫效應(yīng)物，可將錳與金黃色葡萄球菌等病原體隔離。Párraga Solórzano 說，該研究表明，在這些條件下，ArlS 是激活 ArlR 所必需的。
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