Сальмонелла использует β-аланин хозяина и собственного синтеза для репликации внутри макрофагов

Сальмонелла — важный пищевой патоген, способный эффективно размножаться внутри макрофагов хозяина, вызывая опасные для жизни системные инфекции. Для роста в богатых питательными веществами макрофагах Сальмонелла должна использовать разнообразные нутриенты, однако какие именно вещества необходимы для внутриклеточного роста, в значительной степени неизвестно. Мы установили, что поступление из организма хозяина или синтез de novo непротеиногенной аминокислоты β-аланина имеет критическое значение для репликации внутри макрофагов. Концентрация β-аланина снижается в макрофагах, инфицированных Сальмонеллой, тогда как добавление экзогенного β-аланина усиливает репликацию в макрофагах, что указывает на способность Сальмонеллы поглощать β-аланин хозяина для внутриклеточного роста. Кроме того, при проникновении Сальмонеллы в макрофаги повышается экспрессия panD — гена, необходимого для синтеза β-аланина и кодирующего его лимитирующий скорость фермент. Мутация panD нарушала репликацию Сальмонеллы в макрофагах и колонизацию печени и селезёнки мышей, что свидетельствует о необходимости синтеза β-аланина de novo для внутриклеточного роста и системной инфекции. Мы также установили, что β-аланин частично влияет на внутриклеточную репликацию Сальмонеллы и её вирулентность in vivo за счёт повышения экспрессии генов транспортёров цинка, что, в свою очередь, облегчает поглощение Сальмонеллой необходимого микроэлемента цинка. Таким образом, полученные данные подчёркивают важную роль β-аланина во внутриклеточной репликации и вирулентности Сальмонеллы; ген panD может служить перспективной мишенью для контроля системной инфекции Сальмонеллой.