研究揭示细菌病原体如何适应营养压力

为了引起疾病，人类病原体金黄色葡萄球菌必须适应不断变化的宿主环境。许多这些适应是通过双组分信号转导系统 (TCS) 介导的，这些系统协调基因表达以响应环境刺激。在《细菌学杂志》上报道的一项新研究中，伊利诺伊州的研究人员深入了解了葡萄球菌 TCS ArlRS 响应宿主施加的锰和葡萄糖饥饿所利用的信号转导机制。

“信号转导系统，例如 ArlRS，在让病原体适应病原体在感染过程中遇到的不断变化的环境方面发挥着关键作用，因此是疾病的关键促成因素，”医学副教授 Thomas Kehl-Fie (MMG) 说。微生物学和研究的领导者。

为了限制金黄色葡萄球菌的致病性，宿主会在感染期间隔离必需的营养物质——这一过程称为营养免疫——例如锰、锌和铁。然而，成功的病原体可以绕过这种宿主防御并导致疾病。研究人员将重点放在金黄色葡萄球菌用来逃避这种依赖于 ArlRS 双组分系统的宿主反应的机制上，该系统包括组氨酸激酶 ArlS 和反应调节蛋白 ArlR。

“我们对阐明 ArlR 如何被激活特别感兴趣，因为这种反应调节器与金黄色葡萄球菌在营养限制中存活并协调攻击宿主免疫系统的反应的能力有关，”Kehl-Fie 说。

“Kehl-Fie 实验室的一个兴趣是试图了解金黄色葡萄球菌如何抵抗营养免疫，”Kehl-Fie 实验室的博士生、该论文的第一作者 Paola Párraga Solórzano 说。“由于有人建议 ArlR 被其他组氨酸激酶激活，我们想了解 ArlS 是否是 ArlR 对锰和葡萄糖限制条件的反应所必需的。”

尽管组氨酸激酶与其同源反应调节剂具有特定的相互作用，但在组氨酸激酶可以激活非同源反应调节剂的地方会发生串扰。在其他研究中，非同源组氨酸激酶被证明可以激活 ArlR，从而使 ArlS 在抵抗营养免疫方面的作用受到质疑。

为了确定 ArlS 是否是激活 ArlR 所必需的，评估了缺乏arlS基因的突变菌株在缺锰条件下生长和激活 ArlR 的能力。这些条件是使用钙卫蛋白实现的，钙卫蛋白是一种免疫效应物，可将锰与金黄色葡萄球菌等病原体隔离。Párraga Solórzano 说，该研究表明，在这些条件下，ArlS 是激活 ArlR 所必需的。

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