Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Шигелла флекснери
Шигелла flexneri.tif
Шигелла флекснери
Научная классификация
Королевство:
Бактерии
Тип:
Протеобактерии
Учебный класс:
Гаммапротеобактерии
Заказ:
Enterobacterales
Семья:
Энтеробактерии
Род:
Шигелла
Разновидность:
S. flexneri
Биномиальное имя
Шигелла флекснери
Кастеллани и Чалмерс 1919

Shigella flexneri - это разновидность грамотрицательных бактерий рода Shigella, которые могут вызывать диарею у людей. Несколько различных серогрупп из Shigella описаны; С. Флекснера принадлежит к группе B .Инфекции S. flexneri обычно можно лечить антибиотиками, хотя некоторые штаммы стали устойчивыми . Менее тяжелые случаи обычно не лечат, потому что в будущем они станут более устойчивыми. [1] шигеллы тесно связаны с кишечной палочкой , но могут быть дифференцированы от E.coliна основании патогенности, физиологии (неспособность ферментации лактозы или декарбоксилат лизина) и серологии. [2]

Открытие [ править ]

Вид был назван в честь американского врача Саймона Флекснера ; род Shigella назван в честь японского врача Киёси Сига , который исследовал причину дизентерии. Сига поступил в медицинскую школу Императорского университета Токио в 1892 году, где посетил лекцию доктора Шибасабуро Китасато. Сига был впечатлен интеллектом и уверенностью доктора Китасато, поэтому после окончания учебы он пошел работать к нему в качестве научного сотрудника в Институте инфекционных болезней. В 1897 году Сига сосредоточил свои усилия на том, что японцы назвали вспышкой «сэкири» (дизентерия). Эти эпидемии были губительны для японцев и часто случались в конце 19 века. Эпидемия сэкири 1897 г. затронула более 91 000 человек, а уровень смертности составил> 20%.[3] Сига изучил 32 пациента с дизентерией и использовал постулаты Коха для успешного выделения и идентификации бактерии, вызывающей болезнь. Он продолжал изучать и характеризовать бактерию, определяя ее методы производства токсинов ,то есть токсина шига , и неустанно работал над созданием вакцины от этой болезни.

Таксономия [ править ]

Королевство:Бактерии
Тип:Протеобактерии
Учебный класс:Гаммапротеобактерии
Заказ:Enterobacterales
Семья:Энтеробактерии
Род:Шигелла
Разновидность:S. flexneri

Характеристика [ править ]

Морфология [ править ]

S. flexneri - это палочковидная нефлагелларная бактерия, основанная на актиновой подвижности. Он производит протеин-актин быстро и непрерывно, чтобы продвигаться вперед внутри и между клетками хозяина. [4] Эта бактерия является грамотрицательной, не образующей спор Shigella из серогруппы B. В этой серогруппе есть 6 серотипов. [2]

Вторжение [ править ]

S. flexneri - это внутриклеточная бактерия, которая поражает эпителиальную выстилку кишечного тракта млекопитающих. Эта бактерия является кислотоустойчивой и может выжить в условиях pH 2. Таким образом, она способна проникать в рот своего хозяина и пережить прохождение через желудок в толстую кишку. [5] Попав внутрь толстой кишки, S. flexneri может проникнуть в эпителий тремя способами: 1) бактерия может изменять плотные соединения между эпителиальными клетками, позволяя ей проникать в подслизистую оболочку. 2) Он может проникать в высокоэндоцитарные М-клетки , рассредоточенные в эпителиальном слое, и проникать в подслизистую оболочку. 3) Достигнув подслизистой оболочки, бактерии могут фагоцитироваться макрофагами и вызывать апоптоз, гибель клеток. Это освобождаетцитокины, которые привлекают полиморфноядерные клетки (PMN) к подслизистой оболочке. S. flexneri, все еще находящиеся в просвете толстой кишки, пересекают эпителиальную выстилку, поскольку PMN проникают в инфицированную область. [6] S. flexneri использует эти три метода для достижения подслизистой оболочки и проникновения в эпилителиальные клетки с базолатеральной стороны. Бактерия имеет четыре известных плазмидных антигена инвазии: IpaA, IpaB, IpaC и IpaD. Когда S. flexneri контактирует с базолатеральной стороной эпителиальной клетки, IpaC и IpaB сливаются вместе, образуя поры в мембране эпителиальной клетки. Затем он использует систему секреции типа III (T3SS) для вставки других белков Ipa в цитоплазму эпителиальной клетки.[6] S. flexneri может переходить в соседние эпителиальные клетки, используя свой собственный белок внешней мембраны, IcsA, для активации аппарата сборки актина хозяина. Белок IcsA сначала локализуется на одном полюсе бактерии, где он затем связывается с белком хозяина, белком синдрома нейрального Вискотта-Олдрича (N-WASP) . Этот комплекс IcsA / N-WASP затем активирует комплекс родственного актину белка (Arp) 2/3 . Комплекс Arp 2/3 - это белок, ответственный за быстрое инициирование полимеризации актина и продвижение бактерий вперед. [6] [2] [7] Когда S. flexneriдостигает прилегающей мембраны, образует выступ в цитоплазму соседней клетки. Бактерии окружаются двумя слоями клеточной мембраны. Затем он использует другой комплекс IpaBC, чтобы образовать поры и проникнуть в следующую клетку. VacJ - это белок, который также необходим S. flexneri для выхода из протрузии. Его точная функция все еще изучается, но известно, что без него межклеточное распространение сильно нарушается. [6] [8] Репликация бактерий в эпителиальной клетке вредна для клетки, но предполагается, что гибель эпителиальных клеток в значительной степени происходит из-за собственной воспалительной реакции хозяина. [6]

Генетика [ править ]

Геном S. flexneri и Escherichia coli практически неразличимы на уровне видов. S. flexneri имеет круглую хромосому с 4 599 354 парами оснований. Он меньше, чем у E. coli, но гены похожи. В геноме S. flexneri около 4084 известных генов. Предполагается, что большое сходство между E. coli и S. flexneri связано с горизонтальным переносом . Все гены, необходимые S. flexneri для вторжения в эпителиальную выстилку толстой кишки, находятся на плазмиде вирулентности, называемой pINV. Геном pINV высоко консервативен между подвидамиS. flexneri . S. flexneri также имеет две другие небольшие многокопийные плазмиды, но некоторые штаммы S. flexneri имеют больше плазмид, которые, как предполагается, придают устойчивость к антибиотикам. [9] Некоторые штаммы S. flexneri обладают устойчивостью к антибиотикам стрептомицину, ампициллину или триметоприму. [10] Было обнаружено, что хлорамфеникол, налидиксовая кислота и гентамицин по-прежнему являются эффективными антибиотиками для некоторых штаммов. [11]

Метаболизм [ править ]

S. flexneri - гетеротроф . Он использует Эмбден-Мейерхоф-Парнас (EMP) , Entner-Doudoroff (ED) или пентозофосфатный путь (PPP) для метаболизма сахаров. Затем продукты этих путей входят в цикл лимонной кислоты (TCA) . S. flexneri может метаболизировать глюкозу и пируват. Дополнительный пируват обеспечивает максимальный рост и считается предпочтительным источником углерода. Пируват может поступать в результате собственного метаболизма клетки или взят из клетки-хозяина. S. flexneri - это факультативный анаэроб , способный производить смешанно-кислотную ферментацию пирувата. [12] [2] S. flexneri не может сбраживать лактозу. [2] Эта бактерия оптимально растет при 37 ° C, но может расти и при температуре до 30 ° C. [11]

Малая РНК [ править ]

Бактериальные малые РНК играют важную роль во многих клеточных процессах. МРНК RnaG и RyhB хорошо изучены у S. flexneri . [13] Было показано, что мРНК Ssr1, которая может играть роль в устойчивости к кислотному стрессу и регуляции вирулентности, существует только у Shigella . [14]

Экология [ править ]

Инфекционный цикл [ править ]

S. flexneri содержит плазмиду вирулентности, которая кодирует три фактора вирулентности: систему секреции типа 3 (T3SS), антигенные белки плазмиды инвазии (белки IPA) и IcsA (используется для распространения от клетки к клетке). [15]

После заражения S. flexneri вводит в цитоплазму клетки-хозяина белки ipa, используя T3SS - устройство, похожее на иглу и шприц, характерное для многих грамотрицательных патогенов. Эти белки ipa вызывают «взъерошивание мембран» клетки-хозяина. Взъерошивание мембраны создает мембранные карманы, которые захватывают и поглощают бактерии. После того, как внутри, С. Флекснера использует клетки - хозяина актина для приведения в движение , чтобы перейти непосредственно от клетки к клетке , используя клеточный механизм , известный как paracytophagy , [16] [17] по аналогии с бактериальным патогеном листерий .

S. flexneri способен подавлять острый воспалительный ответ на начальной стадии инфекции [18] с помощью эффекторного белка OspI, который кодируется ORF169b на большой плазмиде Shigella и секретируется системой секреции типа III. Он ослабляет воспалительную реакцию во время бактериальной инвазии, подавляя сигнальный путь, опосредованный TNF-α- рецептором фактора 6 ( TRAF6 ). [18] OspI обладает активностью глутаминдеамидазы и способен селективно дезаминировать глутамин в положении 100 в UBC13 с образованием глутамата., и это приводит к нарушению активности конъюгирования убиквитина E2, которая необходима для активации TRAF6. [18]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Райан KJ; Ray CG; Sherris JC, ред. (2004). Шеррис Медицинская микробиология (4-е изд.). Нью-Йорк: Макгроу-Хилл . ISBN 978-0-8385-8529-0. LCCN  2003054180 . OCLC  52358530 .
  2. ^ a b c d e Hale, Thomas L .; Кеуш, Джеральд Т. (1996), Барон, Сэмюэл (редактор), «Шигелла» , Медицинская микробиология (4-е изд.), Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне, ISBN 978-0-9631172-1-2, PMID  21413292 , получено 23.04.2020
  3. ^ Трофа, Эндрю Ф .; Уэно-Ольсен, Ханна; Оива, Руико; Ёсикава, Масаносукэ (1999-11-01). "Доктор Киёси Сига: первооткрыватель бациллы дизентерии" . Клинические инфекционные болезни . 29 (5): 1303–1306. DOI : 10.1086 / 313437 . ISSN 1058-4838 . PMID 10524979 .  
  4. ↑ Голдберг, Марсия Б. (декабрь 2001 г.). «Актиновая подвижность внутриклеточных микробных патогенов» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 65 (4): 595–626. DOI : 10.1128 / MMBR.65.4.595-626.2001 . ISSN 1092-2172 . PMC 99042 . PMID 11729265 .   
  5. ^ Bagamboula, CF; Uyttendaele, M .; Дебевере, Дж. (2002). «Кислотостойкость Shigella sonnei и Shigella flexneri» . Журнал прикладной микробиологии . 93 (3): 479–486. DOI : 10.1046 / j.1365-2672.2002.01714.x . ISSN 1365-2672 . PMID 12174047 .  
  6. ^ a b c d e Дженнисон, Эми В .; Верма, Нареш К. (2004-02-01). «Инфекция Shigella flexneri: патогенез и разработка вакцины» . FEMS Microbiology Reviews . 28 (1): 43–58. DOI : 10.1016 / j.femsre.2003.07.002 . ISSN 0168-6445 . PMID 14975529 .  
  7. ^ Egile, кумарановое; Loisel, Thomas P .; Лоран, Валери; Ли, Ронг; Панталони, Доминик; Sansonetti, Philippe J .; Карлье, Мари-Франс (1999-09-20). «Активация Cdc42 Effector N-Wasp белком Shigella flexneri Icsa способствует нуклеации актина с помощью комплекса Arp2 / 3 и подвижности бактерий на основе актина» . Журнал клеточной биологии . 146 (6): 1319–1332. DOI : 10.1083 / jcb.146.6.1319 . ISSN 0021-9525 . PMID 10491394 .  
  8. ^ Карпентер, Чандра Д .; Кули, Бенджамин Дж .; Needham, Brittany D .; Фишер, Кэролайн Р .; Трент, М. Стивен; Гордон, Вернита; Пейн, Шелли М. (01.02.2014). «Vps / VacJ ABC Transporter необходим для межклеточного распространения Shigella flexneri» . Инфекция и иммунитет . 82 (2): 660–669. DOI : 10.1128 / IAI.01057-13 . ISSN 0019-9567 . PMC 3911398 . PMID 24478081 .   
  9. ^ Wei, J .; Гольдберг, МБ; Burland, V .; Венкатесан, ММ; Deng, W .; Fournier, G .; Mayhew, GF; Plunkett, G .; Роза, диджей; Darling, A .; Мау, Б. (01.05.2003). «Полная последовательность генома и сравнительная геномика Shigella flexneri серотипа 2a, штамм 2457T» . Инфекция и иммунитет . 71 (5): 2775–2786. DOI : 10.1128 / IAI.71.5.2775-2786.2003 . ISSN 0019-9567 . PMC 153260 . PMID 12704152 .   
  10. ^ Пан, Цзин-Цао; Е, Ронг; Мэн, Донг-Мэй; Чжан, Вэй; Ван, Хао-Цю; Лю, Кэ-Чжоу (01.08.2006). «Молекулярные характеристики интегронов класса 1 и класса 2 и их связь с устойчивостью к антибиотикам в клинических изолятах Shigella sonnei и Shigella flexneri» . Журнал антимикробной химиотерапии . 58 (2): 288–296. DOI : 10,1093 / JAC / dkl228 . ISSN 0305-7453 . PMID 16766536 .  
  11. ^ a b Дубы, EV; Вингфилд, Мэн; Формальный, SB (1985-04-01). «Образование зубного налета вирулентными Shigella flexneri» . Инфекция и иммунитет . 48 (1): 124–129. DOI : 10.1128 / IAI.48.1.124-129.1985 . ISSN 0019-9567 . PMC 261924 . PMID 3884506 .   
  12. ^ Валигора, EA; Фишер, CR; Гановице, штат Нью-Джерси; Rodou, A .; Wyckoff, EE; Пейн, С.М. (2014-07-01). «Роль внутриклеточных путей метаболизма углерода в вирулентности Shigella flexneri» . Инфекция и иммунитет . 82 (7): 2746–2755. DOI : 10.1128 / IAI.01575-13 . ISSN 0019-9567 . PMC 4097621 . PMID 24733092 .   
  13. ^ Пэн, Цзюньпин; Ян, Цзянь; Цзинь, Ци (2011-04-05). «Комплексный подход к обнаружению пропущенных генов у Shigella» . PLOS One . 6 (4): e18509. Bibcode : 2011PLoSO ... 618509P . DOI : 10.1371 / journal.pone.0018509 . ISSN 1932-6203 . PMC 3071730 . PMID 21483688 .   
  14. ^ Ван, Лигуи; Ян, Гуан; Ци, Лихуа; Ли, Сян; Цзя, Лейли; Се, Цзин; Цю, Шаофу; Ли, Пэн; Хао, Жунчжан (01.01.2016). «Новая малая РНК регулирует толерантность и вирулентность Shigella flexneri, реагируя на кислые изменения окружающей среды» . Границы клеточной и инфекционной микробиологии . 6 : 24. DOI : 10.3389 / fcimb.2016.00024 . ISSN 2235-2988 . PMC 4782007 . PMID 27014636 .   
  15. ^ Стивенс Дж; Галев Э.Е .; Стивенс МП (2006). «Актин-зависимое движение бактериальных возбудителей». Обзоры природы микробиологии . 4 (2): 91–101. DOI : 10.1038 / nrmicro1320 . PMID 16415925 . 
  16. ^ Огава М; Handa Y; Ashida H; Suzuki M; Сасакава C (2008). «Универсальность эффекторов Shigella». Обзоры природы микробиологии . 6 (1): 11–16. DOI : 10.1038 / nrmicro1814 . PMID 18059288 . 
  17. ^ Роббинс младший; Барт AI; Marquis H; de Hostos EL; Нельсон WJ; Териот JA (1999). « Listeria monocytogenes использует нормальные процессы в клетке-хозяине для распространения от клетки к клетке» . Журнал клеточной биологии . 146 (6): 1333–1350. DOI : 10.1083 / jcb.146.6.1333 . PMC 1785326 . PMID 10491395 .  
  18. ^ а б в Санада Т; Kim M; Mimuro H; Suzuki M; Огава М; Ояма А; Ashida H; Кобаяши Т; Кояма Т; Nagai S; Shibata Y; Gohda J; Иноуэ Дж; Mizushima T; Сасакава C (2012). « Эффектор Shigella flexneri OspI деамидирует UBC13, чтобы ослабить воспалительную реакцию». Природа . 483 (7391): 623–6. Bibcode : 2012Natur.483..623S . DOI : 10,1038 / природа10894 . PMID 22407319 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • « Shigella flexneri » . Браузер таксономии NCBI . 623.
  • Типовой штамм Shigella flexneri в Bac Dive - база метаданных по бактериальному разнообразию