Wie Durchfallerreger wechseln in Angriffs Modus bei Körpertemperatur

Viele bakterielle Krankheitserreger, Giftstoffe auszuscheiden, sobald Sie eingegeben haben, den host, um zu unterdrücken, um Ihre Immunantwort. Forscher an der Ruhr-Universität Bochum (RUB) haben analysiert, was passiert auf molekularer Ebene, wenn sich der Durchfall-Erreger Yersinia pseudotuberculosis schaltet in den Angriffsmodus. Zu diesem Zweck haben Sie untersucht so genannte RNA-Thermometer, die signal, um die Bakterien, ob Sie in der host. In Zusammenarbeit mit Kollegen vom Helmholtz-Institut für Infektionsforschung in Braunschweig, Sie haben auch gezeigt, dass Bakterien mit deaktivierten RNA-Thermometer kann nicht mehr auslösen einer Infektion. Das journal Plos Pathogens berichten über die Studie.

RNA-thermometer schmilzt bei 37 Grad Celsius

„Wir wussten aus früheren Studien, dass die Yersinia-Bakterien sind sehr empfindlich auf Temperatur-änderungen, und erkennen, dass Sie in Ihren host auf der Grundlage der Körpertemperatur“, sagt Professor Franz Narberhaus vom RUB-Lehrstuhl für Mikrobielle Biologie. RNA-Thermometer sind verantwortlich für die Temperatur-Messung. Sie sind Abschnitte der messenger-RNA viele Gene enthalten den bauplan für die Krankheit-verursachenden Proteine.

Bei niedrigen Temperaturen, also außerhalb des host -, RNA-Thermometer verhindert, dass die RNA aus gelesen und in Proteine übersetzt. Erst nach erfolgreicher Infektion der warmblütigen Wirt, D. H. bei einer Temperatur von rund 37 Grad Celsius, tun die RNA-Strukturen Schmelzen. Sie kann dann geschrieben werden in Proteine, die eine schädliche Wirkung auf den host. In der aktuellen Publikation beschreiben die Wissenschaftler die zugrunde liegenden Schmelzen Mechanismus der RNA-thermometer für eines der Toxine von Yersinia pseudotuberculosis, nämlich die CnfY-Toxin.

Bakterien mit nicht-funktionalen Thermometer nicht krank

Ph. D. student Christian Twittenhoff aus Bochum isoliert cell components der Durchfall-Erreger, um zu zeigen, die Struktur des RNA-thermometer für die CnfY-toxin übernimmt und wo es schmilzt. Der Biologe ein Modell erstellt, dass die Dokumente, wie der thermometer öffnet. Es zeigt auch, wie das Ribosom—die Zelle-Komponente, auf der die boten-RNA übersetzt wird in ein protein—docks an die boten-RNA.

In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Professor Petra Dersch, früher am Helmholtz-Institut in Braunschweig, die derzeit an der Universität Münster, haben die Forscher zudem gezeigt, die Rolle der RNA-thermometer in den Krankheitsverlauf. Sie infizierten Mäusen mit Yersinia-Bakterien, die entweder funktionieren RNA-Thermometer oder inaktiviert RNA-Thermometer, die nicht Schmelzen bei 37 Grad Celsius. Die bakteriellen Stämme mit modifizierten RNA-Thermometer waren nicht in der Lage zu machen Mäuse krank. „Die Ergebnisse haben gezeigt, wie wichtig sehr kurzen regulatorischen RNA-Sequenzen können für den erfolgreichen Verlauf der Infektion eines Bakteriums,“ so das Fazit von Christian Twittenhoff, Blei-Autor der Studie.

Ähnliche Mechanismen vermutet, die in anderen Bakterien

Christian Twittenhoff verglichen die gene von toxin CnfY mit toxin-Gene anderer Erreger mithilfe bioinformatischer Methoden. Die Analyse deutet darauf hin, dass andere toxin-Gene könnte auch geregelt werden, dass durch RNA-Thermometer. „Obwohl die Sequenzen sind sehr unterschiedlich, wir sind in der Lage, vorherzusagen, welche RNA-Strukturen sind wahrscheinlich zu handeln als Thermometer“, erklärt er.

„RNA-Thermometer-Funktion über einen sehr einfachen Mechanismus, die hat wohl bewiesen Ihre Wirksamkeit im Laufe der evolution und entwickelt daher oft und unabhängig voneinander,“ meint Franz Narberhaus. Im Prinzip ist es möglich, zu verhindern, dass bakterielle Infektionen durch die Verhinderung der Schmelzpunkt solcher RNA-Strukturen. „Aber wir wissen noch nicht, irgendwelche Substanzen, einfrieren von RNA-Thermometern in den Status „geschlossen“, so Narberhaus.