Atracție fatală Momeala bacteriană atrage viermii până la moarte
Contribuțiile autorului: K.P.R. a scris ziarul.
În ultimul deceniu, viermele rotund Caenorhabditis elegans a devenit un model popular pentru studiul relațiilor gazdă/agent patogen, ducând la o bogăție de informații despre factorii de virulență microbiană și căile de apărare a gazdei (1). Deși interacțiunile complicate dintre C. elegans și numeroșii agenți patogeni pe care îi întâlnește în sol au devenit mai clare în ultimii ani, mai sunt multe de învățat. Care sunt indicii pe care viermii le folosesc pentru a detecta sursele de hrană? Cum aleg viermii ce specii bacteriene să mănânce și pe care să le lase în pace? Odată ce un agent patogen este întâlnit, care sunt mecanismele de ucidere microbiene și mecanismele de supraviețuire ale nematodului? Lucrarea de Niu și colab. (2) în PNAS oferă o vedere rară la 360 ° a unei relații C. elegans/agent patogen. Descrie semnalele Bacillus nematocida care atrag C. elegans, factorii de virulență pe care îi folosește pentru a ucide viermii din interior și proteinele gazdă specifice vizate.
Miroase suficient pentru a mânca
Viermii rotunzi care pătrund prin sol întâlnesc mii de specii de bacterii, dar cum găsesc alegeri alimentare sigure în acest vast bufet? O parte majoră a capacității nematodului de a distinge între sursele de hrană se bazează pe un sistem chemosensorial sofisticat care îi permite să simtă și să răspundă la o gamă largă de substanțe chimice volatile și solubile în apă (3). Această rețea de 32 de neuroni chemosenzoriali, localizați atât la capetele anterioare, cât și la cele posterioare ale nematodului (amfidă, fazmidă și neuroni labiali interni din Fig. 1), facilitează chimiotaxia olfactivă, permițând viermilor să se deplaseze către sau departe de mirosurile asociate alimentelor. Mai mult de 5% din genele C. elegans și or1.000 chemoreceptori cuplați la proteina G mediază percepția mirosului, sugerând amploarea importanței sale (4). Grupul lui Bargmann și alții au identificat o gamă largă de substanțe chimice care fie atrag sau resping C. elegans (3) și s-a observat de mult că C. elegans prezintă preferințe distincte în alegerea alimentelor (5-7); cu toate acestea, identitatea specifică a atrăgătorilor și respingătorilor responsabili de chemotaxie în mediul natural al viermelui a rămas în mare parte necunoscută.
C. elegans folosește un sistem chemosensorial sofisticat pentru a simți și a se deplasa către subproduse microbiene în mediul său. Odată ce un agent patogen este consumat, acesta poate ucide viermii încet, împărțindu-se în intestinul viermelui și provocând o infecție prelungită, posibil diseminată sau îi poate ucide rapid prin eliberarea de toxine difuzibile. Cu toate acestea, în PNAS, Niu și colab. (2) descrie o strategie de virulență prin care B. nematocida atrage C. elegans cu o varietate de compuși organici volatili și, odată consumată, ucide viermele prin eliminarea a două proteaze, Bace16 și Bae16, care vizează proteinele gazdă esențiale pentru homeostazia intestinală.
C. elegans este atras și respins de unii aminoacizi și metaboliți bacterieni, care, în teorie, ar putea servi drept substanțe odorante pentru alegerea alimentelor (3), iar câteva studii recente au asortat atrăgători și/sau repelenți specifici cu speciile microbiene care le produc. De exemplu, după observarea că tulpinile de detectare a cvorumului (QS) de Pseudomonas aeruginosa au fost mai atractive pentru C. elegans decât tulpinile QS-negative, Beale și colab. (8) au demonstrat că viermii au fost atrași de lactonele homoserine acilate care servesc drept semnale chimice interbacteriene care facilitează QS în Pseudomonas și alte bacterii Gram-negative. Pradel și colab. (9) a raportat ulterior că lipodepsipentapeptida ciclică, serrawettin W2, a fost un agent de respingere C. elegans produs de Serratia marcescens. În PNAS, Niu și colab. (2) identifică mai mulți compuși organici volatili (COV) ca atractanți pentru B. nematocida și Escherichia coli.