«Гарпун» защитил возбудителя туляремии от иммунитета

Важным инструментом воздействия бактерий на другие микроорганизмы выступают системы секреции — структуры, позволяющие нарушать целостность чужой клетки за счет специальных белков или супрамолекулярных комплексов. Впервые подобные механизмы были описаны около 20 лет назад, и до недавнего времени они подразделялись на пять типов (от T1SS до T5SS), отличающихся по степени сложности и составу. В 2000-х годах биологи пришли к выводу о существовании системы секреции типа IV. Она была обнаружена у четверти грамотрицательных бактерий, геном которых полностью секвенирован. До сих пор наиболее полно работа T6SS была изучена на примере холерного вибриона (Vibrio cholerae).

Система секреции типа IV представляет собой «гарпун»: выбрасываясь из чехла, он пронзает мембрану другого микроорганизма и доставляет в цитоплазму токсины. Известно, что в работе комплекса задействуется большое количество белков, при этом перед применением он оперативно собирается, а после — разбирается на отдельные компоненты. V. cholerae использует T6SS для охоты на бактерии и инфицирования хозяйских клеток. В новой статье сотрудники Базельского университета изучили T6SS у грамотрицательных бактерий Francisella tularensis, возбудителя туляремии. Туляремия — чумоподобная болезнь, переносчиками которой выступают зайцевые, хомяковые и кровососущие членистоногие.

Отличительной особенностью F. tularensis является способность размножаться в цитоплазме макрофагов — клеток первой линии иммунной защиты. После захвата макрофагом патоген помещается в эндосому и затем — в пищеварительную вакуоль. Однако F. tularensis может возвращаться из эндосомы в цитоплазму. При этом геном бактерии содержит островки патогенности — характерные для вирулентных микроорганизмов локусы, которые способны к межвидовой или горизонтальной внутривидовой передаче. Секвенирование этих участков показало, что в них также включена закодированная T6SS, причем ее состав отличается от описанных ранее. Теперь ученые прояснили особенности системы секреции типа IV F. tularensis.

Согласно итогам, высвобождение бактерий из эндосомы опосредуется T6SS — это подтвердила делеция двух видоспецифичных генов, в результате которой F. tularensis лишилась возможности возвращаться в цитоплазму макрофага. Кроме того, исследователи обнаружили, что патоген собирает «гарпун» на концах палочковидной клетки — вероятно, это позволяет конструировать комплекс большей длины для увеличения объема доставляемых токсинов. Вместе с тем белок, обеспечивающий систему F. tularensis энергией, оказался сопоставим с белком V. cholerae. Ученые отмечают, что, несмотря на прояснение роли T6SS, механизм растворения мембраны клеток иммунитета требует дополнительного изучения.

Статья опубликована в журнале Nature Communications.

Ранее «гарпуны» и «пулеметы» были найдены у динофлагеллятов.