Kategori
Uncategorized

Penyelidikan UB mengungkapkan bahwa seng mampu memodulasi virulensi bakteri ‘Escherichia coli’

Seng mampu memodulasi virulensi bakteri Escherichia coli , patogen penyebab infeksi saluran kemih pada manusia, menurut sebuah karya baru yang diterbitkan dalam jurnal Scientific Reports dan disutradarai oleh Profesor Carlos Balsalobre, dari Fakultas Biologi UB. Penelitian mengungkapkan bahwa seng mampu mengatur ekspresi faktor virulensi bakteri – khususnya alfa-hemolisin – yang merupakan eksotoksin yang diproduksi oleh beberapa strain patogen E. coli .

Turut berpartisipasi dalam penelitian baru ini adalah Profesor Annabel Valledor, dari Fakultas tersebut di atas, dan peneliti muda UB Elsa Velasco, Marianna Sanet, Jorge Fernández Vázquez, Daniel Jové dan Estibaliz Glaría, serta ahli Suning Wang dan Thomas V. O ‘Halloran, dari Universitas Northwestern (Amerika Serikat).

Sekitar 150 juta kasus baru infeksi urin didiagnosis di seluruh dunia setiap tahun, yang sebagian besar disebabkan oleh bakteri. Patologi ini, yang sering berulang, lebih banyak menyerang wanita dan dapat menyebabkan komplikasi kesehatan lainnya jika tidak ditangani tepat waktu. Antara 70% dan 80% infeksi disebabkan oleh galur uropatogenik E. coli, spesies bakteri yang virulensinya melibatkan banyak faktor (misalnya, alfa-hemolisin, salah satu toksin bakteri berkarakteristik terbaik , dengan efek sitotoksik pada sel). Secara khusus, alfa-hemolisin menghasilkan efek sitotoksik pada sel epitel kandung kemih selama proses infeksi.

Logam penting bagi kehidupan dan beracun dalam konsentrasi tinggi

Seng adalah logam berat yang penting untuk fisiologi sel. Respirasi seluler, replikasi DNA dan RNA, sinyal intraseluler dan sintesis protein adalah beberapa proses dasar kehidupan di mana seng sangat penting. Namun, elemen ini beracun dalam konsentrasi tinggi, sehingga pengaturan kadar seng intraseluler (homeostasis) adalah mesin yang dikontrol dengan baik.

Seperti yang dijelaskan oleh Profesor Carlos Balsalobre, dari Departemen Genetika, Mikrobiologi dan Statistik UB, “Tingkat konsentrasi seng di usus, dalam urin dan di media intraseluler – area yang dikolonisasi E. coli – dapat bervariasi dari waktu ke waktu. jangkauan luas.’

“Dalam kasus usus, yang memiliki konsentrasi tinggi seng, alfa-hemolisin tidak lagi diekspresikan, dan E.coli uropatogenik biasanya tidak menyebabkan infeksi. Namun, jika konsentrasi logam menurun – misalnya, di saluran kemih – racun ini diekspresikan dalam jumlah besar. Selain itu, selama proses infeksi, bakteri juga menembus ke dalam sel, media di mana konsentrasi seng bisa lebih rendah, ”jelas Balsalobre.

Seng dan alfa-hemolisin: mekanisme terungkap

Meningkatkan pertumbuhan bakteri in vitro dan tanpa adanya seng telah menjadi salah satu tantangan metodologis yang paling kompleks dari pekerjaan baru. Untuk melakukan ini, perlu untuk menghilangkan logam dari media dengan agen chelating dan kemudian menambahkan elemen dasar (dengan pengecualian seng). Secara paralel, kolaborasi dengan tim Profesor Thomas O’Halloran, dari Northwestern University (Amerika Serikat), sangat menentukan untuk dapat bekerja dengan protein Zur yang dimurnikan.

Seng mengikat faktor transkripsi Zur ( pengatur serapan seng ) dan mendukung pengikatannya ke DNA (khususnya, ke wilayah promotor gen yang diatur). Seperti yang dijelaskan oleh Elsa Velasco, penulis pertama karya tersebut, “sebagai akibat dari penyatuan ini, transkripsi dan, oleh karena itu, ekspresi gen terganggu.” Oleh karena itu, dengan adanya seng, gen yang diatur oleh Zur dibungkam. “Di sisi lain,” lanjut Velasco, “dengan tidak adanya seng, faktor Zur tidak dapat mengikat DNA dan gen yang diatur oleh faktor transkripsi ini menjadi diekspresikan.”

Seperti yang ditunjukkan oleh penelitian baru, beberapa gen yang mengkode hemolisin memiliki situs pengikatan untuk regulator Zur di wilayah promotor. “Untuk alasan ini,” Velasco menunjukkan, “ekspresi gen toksin ini dipengaruhi oleh tingkat seng di lingkungan.”

Antara 40% dan 50% strain E.coli uropatogenik mampu mengekspresikan alfa-hemolisin. Namun, tidak semua gen yang terkait dengan produksi hemolisin merespon seng. Sampai saat ini, dua jenis gen telah diidentifikasi yang terlibat dalam sintesis alfa-hemolisin pada E. coli uropatogenik . Penelitian yang dipublikasikan sekarang menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa mereka adalah sistem yang diatur secara berbeda.

Strategi baru untuk melawan bakteri multi-resisten

Banyak bakteri yang tak terkalahkan dengan obat-obatan yang dikenal selama ini. Beberapa infeksi bakteri, yang telah diatasi selama bertahun-tahun dengan perawatan farmakologis, tidak lagi merespons antibiotik, bahkan yang terbaru. Saat ini, resistensi bakteri adalah salah satu ancaman terbesar bagi kesehatan global dan oleh karena itu juga merupakan masalah bagi pasien yang terkena infeksi saluran kemih berulang.

Mengetahui secara lebih rinci mekanisme pengaturan faktor virulensi E. coli uropatogenik akan memungkinkan kita untuk lebih memahami bagaimana bakteri ini bertindak selama proses infeksi (yaitu, elemen dan strategi apa yang digunakannya untuk menyerang jaringan biologis). Pekerjaan baru yang dipimpin oleh UB menyediakan alat baru untuk mempromosikan perawatan terapeutik yang dirancang khusus yang membantu melawan beberapa fase kunci dari proses infeksi bakteri.

Sumber : http://biotech-spain.com/es/articles/una-investigaci-n-de-la-ub-revela-que-el-zinc-es-capaz-de-modular-la-virulencia-de-la-bacteria-escherichia-coli-/

Kategori
Uncategorized

Teknik berdasarkan CRISPR memungkinkan analisis fungsi gen dalam organoid otak

Melalui pendekatan, yang disebut CRISPR -LICHT (di mana LICHT mengacu pada Lineage Tracing to Cell Resolution in Heterogeneous Tissue), peneliti memiliki kesempatan untuk menganalisis secara tiga dimensi dan sistematis, pengaruh 173 gen pada pengaturan ukuran. otak. Hingga saat ini, model studi yang tersedia untuk mempelajari perkembangan otak dan mikrosefali – kultur sel dan model tikus – tidak memungkinkan skrining untuk fungsi beberapa gen.

Dengan menggabungkan CRISPR -LICHT dan organoid otak yang mereproduksi berbagai karakteristik pertumbuhan otak, para peneliti berhasil mengatasi kekurangan model dan mengembangkan metode untuk menyelidiki fungsi otak melalui inaktivasi gen.

Tim tersebut telah menonaktifkan 173 gen kandidat untuk mikrosefali di organoid otak dan menganalisis efek dari kurangnya fungsi masing-masing gen tersebut terhadap kelangsungan hidup atau pertumbuhan. Dengan cara ini, mereka telah menemukan bahwa 25 dari kandidat gen terlibat dalam pengaturan ukuran otak, beberapa di antaranya terkait dengan jalur molekuler yang sebelumnya tidak terkait dengan mikrosefali.

Untuk memverifikasi potensi strategi tersebut, para peneliti telah menganalisis secara lebih rinci peran salah satu kandidat gen, IER3IP1 , yang mengkode protein yang terlibat dalam respons terhadap protein yang gagal melipat dan telah menentukan bahwa kurangnya fungsi protein. mempengaruhi perkembangan organoid melalui efeknya pada aktivitas retikulum endoplasma dan jalur sekresi terkait. Tim juga telah mengidentifikasi obat yang bekerja pada respon seluler terhadap keberadaan protein yang salah lipatan yang melibatkan IER3IP1 dan mereka telah menemukan bahwa obat tersebut menginduksi pemulihan organoid tanpa fungsi untuk gen ini.

Hasil kerja tersebut memberikan alat yang sangat menarik untuk menyelidiki fungsi gen dalam organoid tiga dimensi, baik di otak maupun di jaringan lain. “Kami sangat senang melaporkan bahwa kami sekarang dapat secara rutin melakukan skrining genetik pada sistem organoid yang kompleks,” kata Jürgen Knoblich, peneliti di Institut Bioteknologi Molekuler di Akademi Ilmu Pengetahuan Austria dan Universitas Kedokteran Wina, serta Direktur dari pekerjaan. “Metode ini dapat diterapkan pada model organoid lain dan penyakit apa pun yang dapat memengaruhi pembentukan organ. Ini adalah pendekatan yang benar-benar baru untuk menganalisis gangguan otak dan memiliki potensi luar biasa di masa depan karena dapat diterapkan pada penyakit otak apa pun, bahkan autisme. “

Sumber : http://biotech-spain.com/es/articles/una-t-cnica-basada-en-crispr-permite-analizar-la-funci-n-de-los-genes-en-organoides-de-cerebro/