Kan ett proteinbaserat transportsystem i bakterier bli botemedel mot infektioner?

Ummehan Avican visar att ett av substraten i ett proteinbaserat transportsystem krävs för infektion av den livsmedelsburna patogenen Y. pseudotuberculosis. Hon försvarar sina resultat fredagen den 16 december vid Umeå universitet.

Yersinia pseudotuberculosis är föregångaren till bakterien Yersinia pestis, den bakterie som orsakade digerdöden. Det proteinbaserade transportsystemet twin-argininetranslocation pathway,ellerTat-systemet, förekommer hos nästan alla bakterier men finns däremot inte hos människor och djur.

– Därför kan inaktivering av Tat-systemet, som inte krävs för normal tillväxt av bakterier, vara en perfekt kandidat för att utveckla nya antibiotika utan biverkningar och även för att förhindra uppkomsten av antibiotikaresistens, säger Ummehan Avican.

Liksom när du tar bussen till jobbet eller skolan, måste proteiner i cellen transporteras till rätt ställe i cellen för att fungera och deras bussbiljetter är signalsekvenser som gör dem igenkänningsbara för olika proteintransportsystem. Proteinerna som känns igen av Tat-komplexet har en speciell etikett "twin-arginin" och funktionen hos dessa proteiner är bred – allt ifrån ämnesomsättning till virulens.

Tat-systemet hos Y. pseudotuberculosis transporterar olika proteiner men inte klassiska virulensfaktorer för att orsaka sjukdom.

– Jag fann att frånvaro av Tat-systemet kraftigt påverkade bakteriens fysiologi med defekter i järnupptag, kopparresistens, överlevnad i sura miljöer samt energiomsättning. Alla dessa egenskaper är viktiga för förmågan att etablera en infektion och även för anpassning till värdmiljön. Detta är ett viktigt resultat, säger Ummehan Avican

Dessutom upptäckte hon att det var lika viktigt att ett särskilt protein kallat SufI, vilket använder Tat-systemet för att transporteras till rätt ställe, var närvarande. SufI är ett celldelningsprotein som bara finns i tarmbakterier, men virulensdefekten är specifik för Y. pseudotuberculosis.

Forskningsresultaten indikerar att en korrekt lokalisering av proteiner med olika funktioner genom Tat-systemet är viktigt för en framgångsrik infektion av patogena bakterier, och utöver klassiska virulensfaktorer behöver bakterier andra faktorer som främjar överlevnad i miljön i den infekterade värden.

– Min undersökning av Tat-systemet i Y. pseudotuberculosis ger också mer insikt om infektionsmekanismer för andra typer av patogena bakterier eftersom Tat-systemet finns i nästan alla dem.

Ummehan Avican har använt Microarray och next generation RNA-sekvenseringsteknologier i sitt experimentella arbete. Hon har också använt IVIS, Vivo Imaging system, som möjliggör spårning av märkta bakterierna i realtid under en infektion.

Läs en digital publicering av avhandlingen

För mer information, kontakta gärna:

Ummehan Avican, Institutionen för molekylärbiologi
Telefon: 090-785 26 89
E-post: ummehan.avican@umu.se

Pressbild för nedladdning. Foto: Kemal Avican

Om disputationen:

Fredagen den 16 december försvarar Ummehan Avican, Institutionen för molekylärbiologi vid Umeå universitet, sin avhandling med titeln: Twin arigin translocation in Yersinia, the substrates and their role in virulence. Svensk titel: Twin-ariginin-translokering i Yersinia, substraten och deras roll i virulens.

Disputationen äger rum klockan 10 i Major Groove, Byggnad 6L

Fakultetsopponent är Professor Åsa Sjöling, institutionen för tumör- och cellbiologi Karolinska institutet.

Handledare är Åke Forsberg.