SanA — белок внутренней мембраны, участвующий в развитии инфекции Salmonella Typhimurium

Мембранные белки бактерий, такие как SanA, необходимы для взаимодействия с окружающей средой: они существенно влияют на физико-химические свойства бактериальной оболочки, устойчивость к антибиотикам и способность вызывать инфекцию. Ранее было показано, что делеция гена sanA повышает инвазивность бактерий, однако лежащие в основе этого механизмы изучены недостаточно. В настоящем исследовании изучали роль SanA в инфекции Salmonella как in vitro, так и in vivo, включая характер экспрессии белка, его субклеточную локализацию и генетические факторы, связанные с изменением инфекционного фенотипа после удаления гена sanA. Фракционирование клеток и иммуноблоттинг показали, что SanA преимущественно локализуется во внутренней мембране. По данным анализа транскрипционного слияния, экспрессия sanA особенно важна в поздней экспоненциальной и ранней стационарной фазах роста и остаётся значительной через 24 ч после проникновения бактерий в клетки хозяина. В тестах на инвазию делеция sanA у бактерий, выращенных до ранней стационарной фазы, повышала инвазивность; отчасти это было связано с усилением экспрессии sicA, регулируемой доступностью питательных веществ. Результаты экспериментов in vivo подтвердили эти данные: мутант лучше колонизировал органы мышей, однако при конкурентном заражении уступал бактериям дикого типа. Полученные данные расширяют представления о роли SanA в ответе Salmonella на стрессовые условия, в том числе неблагоприятные, и подчёркивают значение белков внутренней мембраны для приспособленности и патогенности бактерий.

Значимость: Salmonella представляет серьёзную глобальную угрозу здоровью населения и экономике. Успешное развитие инфекции зависит от сложных взаимодействий бактерий с клетками хозяина, в которых участвуют различные белки бактериальной оболочки. Один из них, SanA, влияет на взаимодействие бактерий с окружающей средой, устойчивость к антибиотикам и способность вызывать инфекцию. В предыдущих исследованиях удаление гена sanA повышало способность Salmonella проникать в клетки хозяина, но механизмы этого эффекта оставались неясными. В настоящем исследовании установлено, что SanA преимущественно локализуется во внутренней мембране бактерий, а экспрессия sanA усиливается в определённые фазы роста и после проникновения в клетки хозяина. Удаление sanA повышало инвазивность бактерий, вероятно, за счёт увеличения экспрессии генов, способствующих заражению клеток хозяина, особенно при достаточной доступности питательных веществ. В экспериментах на мышах бактерии без SanA эффективнее колонизировали органы, но уступали бактериям дикого типа при совместном заражении. Эти результаты указывают на роль SanA в адаптации к стрессу и поддержании способности Salmonella вызывать инфекцию и выживать.