Бактерии используют ряд очень сложных молекулярных инструментов для колонизации своих хозяев. Одна из самых распространенных — сложная наномашина, называемая пилусом IV типа. Эта наномашина содержит от 10 до 30 молекулярных компонентов, производящих изысканно тонкие волокна, которые отходят от бактериальной поверхности и могут быть в несколько раз длиннее самой бактерии. Эти филаменты пилуса обладают замечательным набором функций, которые зависят от их способности (i) прилипать ко многим субстратам, включая поверхности клеток-хозяев, пили из близлежащих бактерий, ДНК и бактериальные вирусы (бактериофаги), и (ii) деполимеризоваться или втягиваться, который тянет бактерии по поверхности слизистой оболочки, сближает их в защитные агрегаты и может даже втягивать субстраты, такие как ДНК и бактериофаг, для питания и генетической изменчивости.
В сотрудничестве с исследователями из Дартмутского колледжа и Университета Саймона Фрейзера доктор Николас Байс, доцент биологии Бруклинского колледжа Городского университета Нью-Йорка (CUNY), разработал в своей лаборатории анализ, который впервые выявил холерный вибрион. Пилусы типа IV могут втягиваться без этого молекулярного мотора, и это втягивание необходимо для их функционирования.
Вместо молекулярного двигателя небольшой второстепенный белок пилин запускает ретракцию ворсинок. «Величина этих сил намного меньше», — сказал д-р Биэ. «Если Neisseria gonorrhoeae может тянуть примерно в 100 000 раз больше своего веса, то Vibrio cholerae едва набирает вес в 1000 раз больше своего веса. Это новый механизм втягивания, который поможет понять, как другие пили и тесно связанные системы секреции могут работать и потенциально помочь с этим. разработка новых антибиотиков ».«Этот отчет […] демонстрирует, что бактерия, вызывающая холеру, приводит в действие наномашину, необходимую для заражения, иначе, чем другие болезнетворные бактерии», — сказал доктор Хэнк Зайферт, профессор биомедицинских наук в Медицинской школе Файнберга Северо-Западного университета, не участвовал в исследовании. «Эти открытия радикально меняют наше понимание того, как работают эти наномашины, и дают представление о механизмах, способствующих развитию холеры и разработке синтетических наномашин».
Исследования того, как действуют пили типа IV, не только улучшают наше понимание патогенеза V. cholerae, но также помогут в разработке будущих стратегий профилактики и лечения холеры.