Учёные раскрыли механизм защиты бактерии-возбудителя цитрусового рака от хищников

Бактерия Xanthomonas citri, вызывающая цитрусовый рак, обладает целым арсеналом оружия для конкуренции с другими бактериями и защиты от естественных хищников, таких как амёбы. Новое исследование из Бразилии углубило понимание регуляции генов, отвечающих за этот механизм защиты.

Секреторная система T6SS как ключевое оружие

Исследователи из Института биологии Университета Кампинаса (IB-UNICAMP) и Института химии Университета Сан-Паулу (IQ-USP) обнаружили ранее неизвестный механизм, который X. citri использует против амёб — основного источника естественного отбора для бактерий в природе.

Механизм основан на системе секреции белков типа VI (T6SS). Это белковый комплекс, который "выстреливает" через клеточную мембрану бактерии, впрыскивая токсины или белки в клетку-мишень (амёбу).

"Это своего рода контрактильная машина, которая проецируется через мембрану бактериальной клетки", — пояснила исследователь Кристина Альварес-Мартинес, соавтор статьи в журнале Environmental Microbiology.

Новый путь передачи сигнала

Учёные не только доказали, что T6SS обеспечивает устойчивость к амёбе Dictyostelium discoideum, но и открыли новый сигнальный путь, контролирующий экспрессию генов этой секреторной системы в ответ на контакт с амёбой. Хотя этот путь есть и у других бактерий, для X. citri он изучен впервые.

"Мы демонстрируем, что бактерия индуцирует транскрипцию генов T6SS, используя этот новый сигнальный механизм, который активируется в ответ на контакт с амёбой", — отметила Альварес-Мартинес.

Генетическое подтверждение роли T6SS

Расшифровка генома бактерии в 2001 году позволила локализовать гены, кодирующие T6SS. Исследователи создали мутантный штамм, лишённый этих генов, и сравнили его с диким (немодифицированным) штаммом.

Результат: амёба D. discoideum питалась гораздо эффективнее мутантным штаммом. Дикий штамм с неповреждённой T6SS проявлял значительно большую устойчивость и лучше выживал.

"Мы успешно продемонстрировали, что эта система имеет решающее значение для выживания X. citri", — заявила исследовательница.

Арсенал бактерии

Исследование подтверждает, что X. citri обладает набором механизмов (систем секреции) для противостояния атакам:

• T3SS (система секреции типа III) — напрямую связана с вирулентностью. Без неё бактерия не может вызывать цитрусовый рак.
• T4SS (тип IV) — участвует в устранении видов-конкурентов за пространство и питательные вещества.
• T6SS (тип VI) — действует как механизм устойчивости в борьбе с хищниками (амёбами).

Перспективы и гипотезы

Одна из гипотез исследования — амёба может служить резервуаром для бактерии. X. citri может либо убивать амёбу, либо размножаться внутри неё.

"Чем больше мы знаем о механизмах, которые бактерия использует для противостояния невзгодам, тем легче будет разработать способы предотвращения распространения цитрусового рака", — заключила Альварес-Мартинес.

Понимание работы T6SS в будущем может помочь в разработке методов вмешательства для сдерживания болезни в полевых условиях.