РНК-хеликаза RhlE2 регулирует вирулентность синегнойной палочки

Синегнойная палочка Pseudomonas aeruginosa является оппортунистическим патогеном человека; она особенно опасна для людей с иммунодефицитами и с заболеваниями легких. Примечательно, что вирулентность P. aeruginosa очень пластична: бактерия подстраивается под каждый колонизируемый орган. У многих патогенных бактерий вирулентность регулируют РНК-хеликазы, содержащие мотив DEAD-box, в частности, белки семейства RhlE. Ученые из Швейцарии показали, что важнейшим регулятором вирулентности P. aeruginosa является DEAD-box-содержащая РНК-хеликаза RhlE2. Результаты исследования опубликованы в журнале Nucleic Acid Research.

В геноме синегнойной палочки закодированы две РНК-хеликазы семейства RhIE: RhlE1 (PA3950) и RhlE2 (PA0428). Ученые выяснили, что обе хеликазы необходимы для адаптации P. aeruginosa к холоду (то есть к росту при 16°C; оптимальная температура для роста этих бактерий — 37°C). Анализ мутантов, лишенных RhlE2, показал, что этот белок также регулирует подвижность клеток и образование биопленок. Авторы работы предполагают, что RhlE1 специализируется на адаптации к условиям холода, а RhlE2 — это общий регулятор «образа жизни» бактерии.

В случае RhlE2 P. aeruginosa к «образу жизни» относится и ее вирулентность. Наиболее вирулентны клетки P. aeruginosa, способные к роению. Такое поведение коррелирует с уровнем экспрессии факторов вирулентности, которые необходимы для колонизации эпителия и формирования биопленок в легких. Делеция гена rhlE2 влияет на 15% транскриптома, что указывает на роль RhlE2 в регуляции экспрессии множества генов на уровне количества их транскриптов. В число таких генов входят и факторы вирулентности бактерии, например, эластаза LasB.

Ключевую роль RhlE2 в регуляции вирулентности P. aeruginosa подтвердили на модельном организме — личинках большой восковой моли (Galleria mellonella). При заражении личинок бактериями дикого типа через 24 часа погибает около 80% личинок, однако при заражении мутантными бактериями, лишенными RhlE2, летальность снизилась до 40%.

Авторы работы изучили биохимическую и энзиматическую активности RhlE1 и RhlE2, а также показали их различия. RhlE2 регулирует деградацию мРНК множества факторов вирулентности. Воздействуя на эту РНК-хеликазу, можно ингибировать бактерии, не убивая их. Доктор Мартина Валентини из Женевского университета, руководитель исследования, говорит о том, что это позволит иммунной системе самостоятельно избавиться от инфекции и снизит риск развития резистентности.