Yersinia pestis wywołuje dżumę - groźną chorobę, której epidemie w średniowieczu zdziesiątkowały populację ludzką. Bakterie te są zaliczane do "klasycznego" arsenału broni biologicznej.

Do rodzaju Yersinia należą jeszcze dwa inne patogeny: Yersinia pseudotuberculosis i Yersinia enterocolitica, które wywołują zatrucia pokarmowe czy zapalenie węzłów chłonnych. Są one jednak o wiele mniej zjadliwe. Chorobotwórczość bakterii Yersinia związana jest z inwazyjnymi właściwościami tych drobnoustrojów oraz ich zdolnością do wprowadzania czynników wirulencji do komórek układu immunologicznego. Wszystkie bakterie z tego rodzaju posiadają plazmid niosący geny kodujące czynniki wirulencji, niezbędne do wywołania choroby.

Plazmidy są to niewielkie, dodatkowe (poza chromosomalne) cząsteczki DNA, często spotykane u bakterii. Zawierają zwykle geny, które nie są niezbędne do życia komórki, ale mogą być przydatne np. geny oporności na antybiotyki. Plazmidy mogą być przenoszone pomiędzy bakteriami, zjawisko to prowadzi między innymi do rozprzestrzeniania się oporności bakterii na antybiotyki.

Plazmid Yersinia pestis zawiera zespół genów kodujących białka odpowiedzialne za właściwości chorobotwórcze bakterii, duża grupa białek związana jest z transportem czynników wirulencji. Hamują one zdolność komórek układu immunologicznego do ruchu i zmiany kształtu, umiejętność ta jest niezbędna do "tropienia" i niszczenia wnikających do organizmu obcych komórek bakteryjnych.

Ważnym czynnikiem wirulencji Yersinia pestis jest białko YpkA. Składa się ono z wielu części (domen), z których jedna przypomina enzym rzadko występujący u bakterii.

Wcześniejsze badania wykazały, że wprowadzenie mutacji w obrębie tej domeny nie pozbawia YpkA zdolności do hamowania zmiany kształtu i ruchu komórek układu immunologicznego a jedynie ją redukuje.

W prezentowanej pracy naukowcy opracowali strukturę krystaliczną (budowę przestrzenną) innej domeny budującej YpkA, oddziaływującej z białkami Rho i Rac1 - są to małe białka, które kontrolują ruchliwość komórki i jej zdolność do zmiany kształtu.

Naukowcy wykazali, że badana domena zachowuje się jak białko GDI, występujące w komórkach ssaków, które kontroluje białko Rho, wiążąc się z nim inaktywuje je, a tym samym hamuje zmianę kształtu i ruchliwość.

Wprowadzenie mutacji w obrębie domeny YpkA odpowiedzialnej za oddziaływanie z białkiem Rho komórki gospodarza znacznie obniża infekcyjne zdolności Y. pestis.

"Otrzymane wyniki badań pozwalają poznać mechanizm infekcji wywoływanej przez bakterie z rodzaju Yersinia, co może się przyczynić do opracowania terapii skierowanej przeciwko temu patogenowi" - wyjaśnia główny autor pracy C. Erec Stebbins z Uniwersytetu Rockefellera.KDO

Serwis Naukowy PAP

krx