Теперь, в удивительном открытии, следователях из отчета Медицинской школы Гарварда они нашли доказательства, что бактерии могут также сделать прионы.Прионы – саморазмножающиеся глыбы misfolded белка – были идентифицированы как причина нескольких редких, но универсально фатальных нейродегенеративных условий, включая коровью губчатую энцефалопатию, обычно известную как коровье бешенство.
В то время как наиболее распространенная причина прионных болезней в людях потребляет зараженное мясо, некоторые могут быть унаследованы или произойти спонтанно.Эксперименты, изданные онлайн 13 января в журнале Science, отождествили белок с формирующим прион потенциалом у бактерии Clostridium botulinum. Однако исследователи говорят, многие другие бактерии – включая тех, которые, как известно, наносили ущерб в людях, а также безопасных и выгодных, обычно найденных в человеческом теле – вероятно, несут белки с формирующим прион потенциалом.
Поскольку формирующий прион белок, определенный в исследовании обычно, функционирует как регулятор активности гена, исследователи говорят, что их открытие указывает на возможность, что, когда это переключается на прионное государство, это могло изменить генетическое выражение и бактериальное поведение. Такие изменения, по словам следователей, могли увеличить бактериальное выживание при сложных условиях и топливе бактериальная пригодность и разнообразие. Другими словами, бактериальные прионы, мог повысить способность бактерий вызвать болезнь, уклониться от наблюдения иммунной системы и уклониться от наркотиков.
«Включая и выключая определенные гены, прионы могли помочь бактериям пережить экологические усилия, отдающие им менее уязвимый для наркотиков, химикатов и других экологических нападений», говорит следователь Энн Хочшилд, преподаватель микробиологии и иммунобиологии в HMS.Кроме того, исследователи говорят, их результаты предполагают, что прионы – древнее биологическое явление, появляясь, прежде чем примитивные бактериальные клетки отделятся от более структурно сложных клеток, которые составляют животных и растения приблизительно 2,3 миллиарда лет назад.Особенность определения прионов – их способность побудить правильно свернутый, обычно функционирующие белки искажать и становиться misfolded.
Другими словами, исследователи говорят, прион предоставляет руководство для других белков, чтобы следовать примеру, открываясь и повторно сворачиваясь, таким образом радикально изменяя их нормальную структуру и функцию. У млекопитающих накопление этих деформированных белков приводит к быстрому упадку клетки в мозгу. В грибах, однако, прионы не наносят ущерб, но вместо этого, кажется, присуждают выгодные черты к клеткам, которые предоставляют кров им. Точно так же бактериальные прионы могут помочь бактериям приспособиться к экологическим проблемам.
В текущем исследовании ученые проверили больше чем 60 000 бактериальных геномов на присутствие белков, химическая косметика которых предположила, что они могли быть способны к формирующимся прионам. Один такой белок, названный фактором Ро, был обнаружен в C. botulinum.
Ро, найденная у многих бактерий, действует как регулятор белка бактериальной экспрессии гена, определяя, какие гены включены или выключены.В ряде экспериментов исследователи продемонстрировали, что в дополнение к его главной роли, Ро могла также принять поведенческие особенности прионного производителя. Действительно, эксперименты показывают, что Ро может сформировать контрольные депозиты белка, названные amyloids, следами прионного формирования.Когда исследователи ввели бактериальные прионы в дрожжевые клетки, прионы начали саморазмножающийся и умножение, признак их инфекционности.
Кроме того, когда исследователи ввели C. botulinum-полученные прионы в сделанную в лаборатории форму бактерии E. coli, прионы были, еще раз, способны к размножению в новом организме.«Что мы наблюдали, были признаки прионного поведения – способности размножить и вызвать наследственные изменения в структуре и функции белков в двух образцовых организмах», говорит следователь исследования Энди Юань, научный сотрудник в HMS.