Исследователи раскрыли механизм, способствующий репликации Salmonella и объясняющий другие бактериальные инфекции

В исследовании, опубликованном в Nature Communications, группа профессора Цзю Ямина из Института Пастера в Шанхае Китайской академии наук сообщила о ранее неизвестной функции промежуточных филаментов, которые защищают бактериальную репликацию, формируя клетку, охватывающую репликационный аппарат.

Роль цитоскелета в репликации Salmonella

  • Salmonella — основной пищевой патоген, вызывающий миллионы желудочно-кишечных и системных заболеваний ежегодно.
  • Попав в клетки хозяина, большая часть Salmonella реплицируется в мембраносвязанном компартменте — вакуоли, содержащей Salmonella (SCV).
  • Известно, что перестройка актиновых филаментов и движение с помощью моторных белков микротрубочек важны для миграции и позиционирования SCV в перинуклеарной области для эффективной репликации.
  • Роль промежуточных филаментов (IFs), обеспечивающих механическую прочность клетки, в сохранении бактериальных вакуолей оставалась неясной.

Новый механизм: клетка из виментина

  • Группа обнаружила, что эффекторный белок Salmonella SopB реорганизует сеть виментина, формируя клеткоподобные структуры, окружающие SCV.
  • Генетическое удаление виментина нарушило организацию SCV, значительно снизило бактериальную репликацию и гибель клеток.

Молекулярный путь

  • SopB использует свой N-концевой Cdc42-связывающий домен для взаимодействия и активации GTPазы Cdc42.
  • Активированный Cdc42, в свою очередь, рекрутирует виментин вокруг SCV.
  • Скрининг на основе высокопроизводительной микроскопии показал, что ингибирование MEK1/2 приводит к дисперсии виментина.

Выводы и перспективы

  • Установлена сигнальная ось SopB–Cdc42–MEK1/2, которая мобилизует виментин хозяина для поддержания целостности SCV. Это решающий механизм, способствующий репликации Salmonella.
  • Одобренный для клинического применения препарат, выявленный в ходе скрининга, показал значительную эффективность против инфекции Salmonella как in vitro, так и in vivo.
  • Взаимодействие виментина и SopB открывает новый подход для изучения других грамотрицательных внутриклеточных бактериальных инфекций.
  • Перепрофилирование выявленного препарата для лечения сальмонеллёза может помочь снизить злоупотребление антибиотиками и расширить противомикробный спектр действия лекарства.