Генетические регуляторы помогают бактериям убивать конкурентов и устанавливать симбиоз с кальмаром

Исследователи из Университета Пенсильвании идентифицировали два фактора, контролирующих экспрессию ключевого гена, необходимого люминесцентным бактериям для уничтожения клеток бактерий-конкурентов. Это открытие проливает свет на молекулярные механизмы, позволяющие разным штаммам бактерий конкурировать и устанавливать симбиоз с гавайским кальмаром-бобтейлом. Исследование, опубликованное в Journal of Bacteriology, расширяет понимание того, как определяется состав микробиома хозяина, и может быть применимо к более сложным микробиомам человека.

Когда гавайский кальмар-бобтейл вылупляется, биолюминесцентные бактерии из окружающей среды начинают колонизировать крошечные углубления — крипты — в его световом органе. Некоторые штаммы этих бактерий, Vibrio fischeri, используют иглоподобный механизм, известный как система секреции VI типа (T6SS), для введения токсинов и убийства соседних бактериальных клеток. Штаммы с T6SS убивают восприимчивые штаммы в крипте, тогда как штаммы без T6SS могут сосуществовать с другими.

Ключевым структурным компонентом T6SS является белок Hcp, кодируемый двумя функционально избыточными генами. Исследовательская группа показала, что экспрессия Hcp зависит от двух факторов: альтернативного сигма-фактора σ⁵⁴ и белка-активатора транскрипции VasH. Кроме того, они показали, что VasH, необходимый бактериям для убийства других клеток, регулирует экспрессию Hcp внутри хозяина, что указывает на регуляцию работы T6SS во время симбиоза.

"Знание о том, что среда хозяина может стимулировать систему VI типа, предполагает, что эта система интегрирована в программу развития, которую бактерии используют при установлении симбиоза с кальмаром", — сказал Ти Мияширо.

Полученные данные можно применить к более сложным микробиомам, например, в кишечнике или на коже человека.