NYHET Hur mag/tarmbakterierna kommunicerar med hjälp av ett specifikt system, T4SS, är fokus i en ny avhandling vid Institutionen för medicinsk kemi och biofysik. Kunskap om systemet bidrar med en pusselbit till hur antibiotikaresistenta infektioner sprids.
Lena Lassinantti, doktorand vid Institutionen för medicinsk kemi och biofysik.
BildGabrielle Beans Picón, © Gabrielle Beans– Om vi får en djupare kunskap om T4SS kan vi förhoppningsvis i framtiden minska spridningen av antibiotikaresistenser i bakterier, säger Lena Lassinantti, doktorand vid Institutionen för medicinsk kemi och biofysik.
Sjukhusförvärvade infektioner och antibiotikaresistens är ett stort och växande globalt problem. Bara under 2019 dog cirka 1,3 miljoner människor på grund av infektioner med antibiotikaresistenta bakterier. Typ 4-sekretionssystem, T4SS, är komplexa nano-maskiner som vanligtvis finns kodade på så kallade konjugativa plasmider, cirkulära bitar av DNA, där ofta även gener som kodar för antibiotikaresistens finns. Spridningen av dessa plasmider och gener sker via T4SS.
Plasmiderna transporteras från en givar- till en mottagarbakterie som är i nära kontakt med varandra. Dessa plasmider dupliceras, därmed kommer överföringen av plasmiden leda till två givarbakterier som kan fortsätta denna spridning. T4SS har i första hand studerats i Gram-negativa (G-) bakterier men ej i Gram-positiva (G+) bakterier, trots att de står för ungefär hälften av de sjukhusförvärvade infektionerna. För att utveckla sätt att begränsa spridningen av antibiotikaresistens behöver vi expandera våra kunskaper om T4SS i G+ bakterier.
Studierna i Lena Lassinanttis avhandling har fokuserat på pCF10 plasmiden från den G+ bakterie, Enterococcus faecalis, där all information som behövs för T4SS regleras av en promotor som heter PQ. Denna fungerar lite som en ”av-/på-knapp”, där det bestäms om T4SS tillverkas eller inte. De flesta G+ T4SS består av tre grupper av proteiner, nämligen de proteinerna som finns på insidan av cellen och som behandlar DNA (Dtr-proteinerna), kanalproteinerna som bildar kanalen i bakterieväggen, och aggregeringsproteiner som medverkar i hopklumpningen av bakterier.
Syftet med Lena Lassinanttis avhandling var att undersöka T4SS i G+ bakterier och att bestämma deras funktion, molekylära strukturer och reglering. Mer specifikt fokuserade hon på proteiner involverade i regleringsprocessen (proteinet PrgU), behandlingen av DNA (proteinet PcfF), och aggregeringen (proteinet PrgB). I studie ett bekräftades att proteinet PrgU leder till inhibering av tillverkning av T4SS från PQ-promotorn, eller ”av-/på-knappen”. I studie två löste man strukturen av ett av Dtr-proteinerna (PcfF) och visade hur det binder till DNA. I den tredje studien löstes strukturen av hela aggregeringsproteinet PrgB samt analyserades förhållandet mellan dess struktur och funktion. Dessa tre grundforskningsstudier bidrar därmed till en ökad kunskap när det gäller T4SS.
– Det är väldigt spännande att studera T4SS för att vi vet så lite om dem. Samtidigt, just för att multiresistenta bakterier är ett ökande problem i världen är detta ett oerhört viktigt område att studera, säger Lena Lassinantti.
Genom att använda en blandning strukturella och biokemiska metoder kunde forskarna studera regleringsprocessen, behandlingen av DNA och aggregeringen av pCF10 plasmiden från Enterococcus faecalis. Dessa tre processer studerades både i provrör och inuti levande celler. För de strukturella analyserna användes både röntgenkristallografi och kryo-elektronkromatografi. Bland de diverse biokemiska metoderna som använts ingår bland annat olika interaktionsstudier.
Lena Lassinantti kommer från en by utanför Pajala och har tidigare studerat biomedicinprogrammet vid Umeå universitet.
Lena Lassinantti, Institutionen för medicinsk kemi och biofysik, försvarar fredag 3 juni kl. 9.00 sin avhandling Utforska de mekanistiska detaljerna i Gram-positiva Typ 4 Sekretionssystem. Opponent Samuel Wagner, Tübingens universitet, Tyskland. Huvudhandledare Ronnie Berntsson.
