세균감염 분자 메커니즘 발견

버지니아 공대 연구자들은 박테리아가 분자를 조작하여 숙주 유기체를 감염시키는 방법을 알아냈습니다.

다니엘 카펠루토와 그의 연구팀은 이질의 원인균인 박테리아 병원체 쉬겔라 플렉스네리가 숙주의 자연적 방어에 맞서 생존을 보장하기 위해 분자 활동을 조작하는 메커니즘을 발견했습니다. 그들의 연구 결과는 최근 오픈 액세스를 지원하는 Cell Press 저널인 Structure 에 게재되었습니다.

"이 감염 전략은 다른 박테리아에서도 사용될 수 있으며, 이 연구는 다양한 박테리아 감염의 근저에 있는 분자 메커니즘을 이해하는 데 잠재적인 기반이 될 수 있습니다."라고 생물 과학과 조교수인 카펠루토가 말했습니다.

일반적인 박테리아가 진행되는 구체적인 방식을 이해함으로써 연구자들은 그 과정을 방해하는 예방 조치를 더욱 정확하게 찾아낼 수 있습니다.

생존을 위해 박테리아는 스스로를 복제하고, 세포를 감염시키고, 감염된 세포에서 빠져나감으로써 숙주를 감염시킵니다. 이 과정의 전형적인 예는 오염된 물이나 음식을 통해 전파되고 장 내벽을 표적으로 삼는 박테리아인 쉬겔라 플렉스네리에서 볼 수 있습니다.

카펠루토에 따르면 이질은 저소득 및 중소득 국가에서 널리 퍼져 있으며, 특히 5세 미만 어린이에게 흔하고, 전 세계적으로 매년 16만 명이 이질로 사망합니다.

"박테리아와 같은 병원균은 세포를 감염시키고, 침입에 대비해 감염되는 세포의 대사나 행동을 변화시킵니다." Fralin Life Sciences Institute의 제휴자인 Capelluto가 말했습니다. "박테리아는 여러 가지 단백질을 방출하고, 그 단백질은 숙주를 엉망으로 만들어 박테리아가 적대적인 환경에서 살아남을 수 있도록 합니다."

박테리아 단백질은 숙주의 항상성, 즉 신진대사 균형을 방해하여 산성 환경을 유발하고 일반적으로 숙주 세포에 미량으로 존재하는 다량의 지질을 생성합니다.

건강한 유기체에서 특정 단백질인 TOM1과 TOLLIP은 더 이상 분해에 필요하지 않은 막 단백질을 전달하는 기능을 합니다. 그러나 박테리아 감염에 의해 파괴되고 산성 조건에서 TOM1과 아마도 TOLLIP은 박테리아가 생성한 지질에 결합하여 세포 내에서 격리되어 감염된 세포의 생존을 촉진하여 박테리아가 감염 주기를 진행할 수 있습니다.

"고해상도 생화학 및 생물물리학 도구를 사용하여 TOM1의 지질 결합 부위를 식별했으며 이 메커니즘이 TOM1의 정상 기능을 방해한다는 증거를 보여주었습니다."라고 Capelluto는 말했습니다.

이러한 중요한 결합이 일어나는 부위를 찾아내는 것은 이 박테리아 감염 경로를 이해하는 데 필수적이며, 다른 박테리아 감염 경로를 풀어내는 통찰력을 제공할 수 있는 잠재력이 있습니다.

앞으로 카펠루토는 이 연구를 다른 차원에서 계속할 계획입니다.

"세포 수준에서 어떤 종류의 연구를 하는 것이 좋을 것 같고, 그것이 우리가 다음에 할 계획입니다."라고 Capelluto는 말했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/09/240920112704.htm