В ходе исследования исследователи вырастили V. холеры при температуре человеческого тела, а затем сместил их до температуры воды, в которой они обычно обитают, когда они не заражают людей, — сказал автор-корреспондент Фитнат Йилдиз, доктор философии, профессор микробиологии и токсикологии окружающей среды Калифорнийского университета в Санта-Круз.
Лони Таунсли, студент Йылдыза, проводивший эксперименты, использовал микроматрицы, чтобы определить, какие гены экспрессируются при различных температурах. Низкие температуры окружающей среды, около 15 ° C (59 ° F), включают гены, регулирующие образование биопленок, гены, кодирующие молекулярное оружие, выделяющее токсины, и гены, обеспечивающие адаптацию к холоду.
Биопленки — это жесткие микроскопические маты из бактерий.
Это позволяет V. cholerae, чтобы терпимо переносить низкие температуры окружающей среды, растет на разновидности зоопланктона, Daphnia magna, которая представляет собой крошечное ракообразное. "V. Холеры в биопленках защищены, укрыты », — сказал Йылдыз. (Рост на миллионах зоопланктона делает V. cholerae независимо мобильны, что увеличивает шансы встретить человека-хозяина и заразить.)
Что касается молекулярного оружия, устройства, называемого «системой секреции типа VI», оно было обнаружено совсем недавно, — сказал Йылдыз. Хотя знания о системе секреции быстро растут, многое еще предстоит узнать. «Мы знаем, что он используется для уничтожения как бактериальных, так и эукариотических клеток», — сказал Йылдыз.
И V. cholerae, как известно, может забирать ДНК из этих мертвых клеток, чтобы получить новые гены.
Кроме того, неизвестно, каким целям может служить уничтожение других бактерий. Одно из предположений состоит в том, что убийство представителей других видов бактерий, населяющих поверхность дафний, открывает больше места для V. холеры, чтобы расти, сказал Йылдыз. Другое предположение состоит в том, что V. холера может добывать питательные вещества — углерод и азот — из мертвых бактерий.
В любом случае исследователи обнаружили, что экспрессия белкового компонента системы секреции типа VI была максимальной при 25 ° C (77 ° F).
Исследователи также обнаружили, что экспрессия основного регулятора вирулентности заметно снижается при низкой температуре.
Это означает, что проявление факторов вирулентности ограничивается при низких температурах, что имеет смысл, поскольку они необходимы только во время заражения человека-хозяина, что происходит при температуре тела, — сказал Йылдыз.
Связывание генов, которые способствуют образованию биопленок, адаптации к холоду и выработке токсин-продуцирующей системы, с ассоциацией вибрио-зоопланктон, как это было сделано в этом исследовании, стало прорывом в понимании жизненного цикла V в окружающей среде. холера, сказал Йылдыз.
«Наше исследование сосредоточено на патогенезе окружающей среды с целью углубить наше понимание молекулярного обнаружения, механизмов выживания и динамики распространения патогенов человека в окружающую среду», — сказал Йылдыз. "Наша долгосрочная цель — разработать стратегии профилактики и лечения заболеваний путем определения целей по снижению выживаемости в окружающей среде и инфекционности."