Бактерии сальмонеллы Typhimurium bacteria (S.Typhimurium) обычно вызывают гастроэнтерит у человека, а также воспаление слизистой оболочки кишечника. Бактерии живут внутри кишечника и могут инфицировать эпителиальные клетки, выстилающие его поверхность. Многие исследования показали, что бактерии используют метод «бега-кувырок» с короткими периодами «плавания» (бегами), прерывающимися кувырками, когда они случайным образом меняют направление. А вот то, как они перемещаются в кишечнике, не совсем понятно.
Ученые из Национального института здравоохранения (NIH) и их коллеги считают, что они идентифицировали белок S.Typhimurium, McpC (метил-принимающий хемотаксисный белок C), который позволяет бактериям плавать напрямую, когда они имеют намерение инфицировать клетки. Это новое исследование, опубликованное в Nature Communications, описывает движение S.Typhimurium и показывает, что McpC необходим бактериям для вторжения в поверхностные эпителиальные клетки кишечника.
Авторы исследования предполагают, что McpC является потенциальной мишенью для разработки новых антибактериальных методов лечения, которые препятствуют способности S.Typhimurium инфицировать эпителиальные клетки кишечника и колонизировать кишечник. Исследованием руководили ученые Национального института аллергии и инфекционных заболеваний Лаборатории Роки-Маунтин в Гамильтоне, штат Монтана. Соавторы включали группы из кампусов A&M Техасского университета в Колледж-Стейшн и Кингсвилле.
S.Typhimurium использует жгутики — длинные шиповидные выступы — для перемещения по жидкости. Когда жгутики вращаются против часовой стрелки, они образуют вращающийся пучок позади бактерий и продвигают их вперед. Однако жгутики часто переключают вращение с «против часовой стрелки» на «по часовой стрелке», разрушая так называемый пучок и заставляя бактерии опрокидываться и менять направление. Используя специальные микроскопы и камеры для наблюдения за живым S.Typhimurium, ученые обнаружили, что бактерии, выросшие в условиях, которые активируют их агрессивное поведение, плавают более длинными прямыми движениями. Бактерии, лишенные McpC, все же продемонстрировали метод плавания «беги и падай» в этих условиях и имели дефект инвазии на модели кишечника теленка, что указывает на то, что прямое плавание важно для эффективной инвазии кишечных эпителиальных клеток.
Исследователи предполагают, что контролируемое «плавание» может быть широко распространенной стратегией бактериальной инфекции. Подобное плавное движение можно наблюдать у неродственных кишечных бактерий, таких как Vibrio, которые могут вызвать инфекцию при употреблении недоваренных морепродуктов. Эти данные могут быть полезны при разработке новых антибиотиков.
