Racun mikroba membantu nematoda semasa memburu

Para penyelidik menguraikan cara tindakan racun bakteria

Galleria mellonella (Great Waxing Moth) yang dijangkiti Photorhabdus luminescens. (A) larva lilin larva selepas larutan jangkitan P. luminescens. Kiri: tidak dijangkiti. Tengah: selepas 24 jam. Betul: selepas 48 jam. (B) Bioluminescence P. luminescens. Selepas jangkitan larva serangga, P. luminescens mula bersinar. © Alexander Lang
membaca dengan kuat

Racun bakteria membantu banyak nematod untuk membunuh mangsa mereka. Para saintis kini telah mendekripsi buat pertama kali bagaimana toksin mikroba berfungsi. Oleh kerana sesetengah patogen menghasilkan bahan yang sama, hasil penyelidikan yang kini diterbitkan dalam "Sains" juga menyumbang kepada pemahaman dan rawatan penyakit manusia.

Cacing benang yang hidup dalam simbiosis dengan bakteria sering digunakan dalam pertanian atau hortikultur sebagai insektisida biologi. Ini kerana simbiosis antara cacing dan bakteria Phatorhabdus luminescens dan nematoda adalah mematikan untuk serangga yang hidup di dalam tanah. Dua hingga tiga milimeter cacing panjang menembusi larva terutamanya melalui mulut dan anus, di mana mereka secara berkesan menghilangkan bakteria mereka. Racun bakteria membunuh serangga yang dimakan biasanya dalam masa 48 jam, mewujudkan takungan makanan yang besar untuk penyebaran nematoda dan bakteria. Cacing menangkap bakteria melalui makanan mereka dan menyimpannya untuk mangsa seterusnya.

Dua komponen membuat racun tersebut

Bagaimana racun yang terlibat bertindak secara terperinci, sebelum ini tidak jelas. Telah diketahui bahwa Photorhabdus luminescens menghasilkan berbagai racun yang bersama-sama membentuk kompleks toksin besar, yang disebut protein Tc. Kompleks biologi aktif terdiri daripada tiga komponen TcA, TcB dan TcC. Para saintis di sekitar Hans Georg Mannherz dari Institut Max Planck yang berpangkalan di Dortmund kini dapat menunjukkan bahawa komponen TcC TccC3 dan TccC5 membentuk kesan mematikan racun.

Komponen toksin ini menghalang sel imun daripada mengambil patogen dan menjadikannya tidak berbahaya. Setiap satu daripada dua enzim ini mempunyai fungsi tertentu: TccC3 secara langsung mengubah protein actinkeleton, sehingga menyebabkan kerangka membina berlebihan. Toksin kedua, TccC5, juga secara tidak langsung meningkatkan sitoskeleton dengan mengubah protein Rho, yang, sebagai protein suis, mengawal pemasangan dan pembongkaran sitoskeleton.

Kesan racun Photorhabdus luminescens pada sel-sel darah rendah (hymocytes) Galleria mellonella: sel kawalan (C), dirawat dengan TccC3 (D), dengan TccC5 (E), dengan TccC3 dan TccC5 (F). Kedua-dua racun memusnahkan sitoskeleton sel sasaran. Lang Alexander Lang

Kerangka sel bergumpal

Kedua-dua toksin bersama-sama membawa kepada pertumbuhan tidak terkawal dan clumping dari sitoskeleton. Akibatnya, ia tidak lagi dapat memenuhi fungsinya untuk menstabilkan sel dan memudahkan pengangkutan di dalamnya. Khususnya, pertahanan imun menjadi mustahil disebabkan oleh perubahan. Kedua-dua toksin, pada gilirannya, bergantung kepada tindakan TcA. Ini membawa kepada pembentukan liang-liang dalam sel-sel tuan rumah. Para penyelidik mengesyaki bahawa TccC3 dan TccC5 boleh melalui liang-liang ini ke dalam sel-sel. paparan

Protein Tc juga terdapat dalam patogen manusia seperti pseudotuberculosis Yersinia dan Yersinia pestis, agen penyebab paru-paru dan penyakit bubonic. Oleh itu, kajian mekanisme molekul protein Tc yang diselidiki di sini membantu untuk lebih memahami dan memerangi bakteria berbahaya.

(Persatuan Max Planck, 04.03.2010 - NPO)