"Mind-blowing" Bakterien zeigen Innenleben von einigen Infektionskrankheiten


Mücken, Zecken, Würmer – All dies sind "Zwischenhändler" geht es um die Krankheit zu verbreiten. Sie können tragen und übertragen Bakterien, Viren und anderen Krankheitserregern zu uns, die Dengue-Fieber, Borreliose und andere Vektoren übertragene Infektionen verursachen. Als ein Ansatz zur Senkung und sogar beseitigen diese Krankheiten beim Menschen untersuchen Forscher gefördert durch die National Institutes of Health der grundlegenden Mechanismen, die die Infektion verursacht Organismen innerhalb ihrer Wirte gedeihen zu lassen.

Ein "Mind-blowing" Bakterium

Ein solches Bakterium, dass Wissenschaftler interessieren nennt man Wolbachia.

"Es ist wahrscheinlich der coolste Bakterium in der Welt", sagt Irene Eckstrand NIH.

Wolbachia infiziert mehr als 1 Million Arten, darunter Insekten, Garnelen, Spinnen, Milben und winzige Würmer. Es lebt und in ihren Wirtszellen, in erster Linie reproduktiven diejenigen reproduziert. Das Bakterium kann diese Zellen auf Art und Weise manipulieren, das eigene Überleben und reproduktiven Erfolg zu steigern.

Seth Bordenstein, Vanderbilt University Wissenschaftler, Wolbachia, studiert, sagt das Bakterium verändert das reproduktive Leben der Insekten und anderen Hosts in vier "mind-blowing Möglichkeiten:"

(1) es tötet infizierte Männer.

(2) es verwandelt sich genetische Männer Frauen durch bestimmte Hormone Herunterfahren.

(3) Es kann infizierte Frauen asexually reproduzieren.

(4) sie fördert das Überleben der Embryonen von infizierten Weibchen nur.

Ökologie und Evolution

"Abgesehen von stimuliert die Phantasie, Wolbachia dient als Werkzeug für das Studium der Evolution und Ökologie von Infektionskrankheiten," bemerkt Eckstrand, wer ein NIH-National Science Foundation-Programm verwaltet, die sich diesem Thema widmet.

Als Bordenstein, deren Forschung durch das Programm unterstützt wird, Studium Wolbachia vor über einem Jahrzehnt begann, dachten die Wissenschaftler, dass das Bakterium und, wie es nicht häufig neuen genetische Maschinen erwerben. Die Theorie war, dass Leben in anderen Zellen das bakterielle Genom isoliert, Hemmung den Austausch von genetischen Elementen mit anderen Bakterien, der Entwicklung ermöglicht.

Seit dieser Zeit die Theorie – und Wolbachia selbst – entwickelt haben. Bordenstein entdeckte, dass Wolbachia bewegen kann, um verschiedene Zellen und neue Hosts, von die einige mit anderen Arten von Bakterien sowie verschiedene Wolbachia Stämme infiziert sind. Diese Koinfektion ermöglicht das Bakterium, neue genetische Elemente zu erwerben.

Wissenschaftler haben auch gelernt, dass Wolbachia beherbergt einen Bakterien infizieren Virus, genannt einen Bakteriophagen, die andere genetische Elemente einführen kann. Bordenstein gefunden, dass Wolbachia Interaktion mit der Bakteriophagen und deren Austausch der genetischen Elemente durch Coinfektion schafft einen Zyklus der Evolution mit Auswirkungen auf wie Krankheiten verbreiten.

Seuchenbekämpfung

Während Wolbachia direkt Säugetiere infizieren nicht, ist es die Ursache von mehreren schweren Säugetieren Krankheiten. Er infiziert parasitäre Würmer, die durch Mücken, Herzwurm bei unseren Haustieren verursachen können. Andere Arten von Wolbachia infizierte Würmer hitch Fahrten letztlich menschlichen Wirte erreichen, wo sie schwere entzündliche Reaktionen auslösen können, die Flussblindheit und Elephantiasis führen. In einer ironischen Torsion nutzen Forscher eigentlich Wolbachia um zu helfen, diese Infektionen zu bekämpfen.

Eine Strategie, die Bordenstein zu erkunden beginnt konzentriert sich auf die Bakteriophagen-Enzyme, die Wolbachia auslöschen können. Einige Organismen, einschließlich die parasitäre Würmer benötigen tatsächlich das Bakterium zu reproduzieren. Durch den Wegfall der Wolbachia-Infektion, könnte die Enzyme die Würmer steril und nicht in der Lage, weitere Ausbreitung der Krankheit machen.

Wissenschaftler sind auch Nutzung von Wolbachias mutwillige Weise um die Verbreitung des Dengue-Virus, zu kontrollieren, die durch Stechmücken auf den Menschen übertragen wird. Forscher haben entdeckt, dass Wolbachia infizierte Moskitos Dengue-Virus replizieren können. Freisetzung von mehr Wolbachia in der Moskito-Bevölkerung oder zu finden und die Einführung der Wolbachia Gene, die Replikation beeinträchtigen sind vielversprechende neue Wege zur Verringerung der Ausbreitung von Dengue-Fieber. Den Ansatz könnte möglicherweise auf andere vektorübertragene Krankheiten wie Schlafkrankheit, anwenden, durch die Tsetse-Fliege übertragen wird.

Nach Bordenstein hat Wolbachia studieren einige überraschende neue Erkenntnisse über die mikrobiellen Evolution gebracht, die uns zu verstehen, zu behandeln und zu verhindern, dass bestimmte Infektionskrankheiten helfen könnte. "Es ist was mich jeden Tag aufsteht und hält mich von dieser Arbeit begeistert", sagt er.

Dieser im Life-Science-Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit dem National Institute of General Medical Sciences, Teil der National Institutes of Health zur Verfügung gestellt.

Erfahren Sie mehr:

Bordenstein Lab, Blog und Twitter-Seiten

Sammlung von Artikeln über Wolbachia

Ökologie und Evolution der Infektionskrankheiten-Programm

NSF-Sonderbericht über die Ökologie von Infektionskrankheiten

Auch in dieser Serie:

Das Beben, die Cholera zurückgebracht

Lebende Laboratorien: Modell wie Organismen Wissenschaft

Lösen der Schlafkrankheit "Mystery"

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