Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

Purdue biologists identify new strategy used by bacteria during infection

13.07.2011
Purdue University biologists identified a new way in which bacteria hijack healthy cells during infection, which could provide a target for new antibiotics.

Anzeige

Zhao-Qing Luo, the associate professor of biological sciences who led the study, said the team discovered a new enzyme used by the bacterium Legionella pneumophila - which causes Legionnaires' disease - to control its host cell in order to take up residence.


"Legionnaires' disease is a severe form of pneumonia, and this finding could lead to the design of a new therapy that saves lives," Luo said. "At the same time it also provides great insight into a general mechanism of both bacterial infection and cell signaling events in higher organisms including humans."

Successful infection by Legionella pneumophila requires the delivery of hundreds of proteins into the host cells that alter various functions to turn the naturally hostile environment into one tailor-made for bacterial replication. These proteins tap into existing communication processes within the cells in which an external signal, such as a hormone, triggers a cascade of slight modifications to proteins that eventually turns on a gene that changes the cell's behavior, he said.

"Pathogens are successful because they know how information in our cells is relayed and they amplify some signals and block others in order to evade the immune system and keep the cell from defending itself," Luo said. "Despite our understanding of this, we do not know much about how the proteins delivered by the bacteria accomplish this - how they work. This time we were able to pinpoint an enzyme and see how it disrupted and manipulated a specific signaling pathway in order to create a better environment for itself."

The signaling pathway involved was only recently identified, and the discovery by Luo and graduate student Yunhao Tan also provides a key insight into its process. A paper detailing their National Institutes of Health-funded work is published online in the current issue of the journal Nature.

The signaling pathway involves a new form of protein modification called AMPylation in order to relay instructions to change cell behavior and has been found to be used by almost all organisms, Luo said.

The bacterial enzyme discovered by the Purdue team, named SidD, reverses or stops the AMPylation process, he said.

"It had not been known before if the AMPylation signaling process was reversible or if it was regulated by specific enzymes," Luo said. "Now we know that it is, and we have a more complete picture that will allow us to use it as a scientific tool to learn more about complex cellular processes. By being able to turn the signaling on and off, we can control different activities and detect mechanisms we wouldn't see under normal physiological conditions."

The bacterium affects the host cell's functions differently during different phases of the infection process, tapping into signaling pathways to turn on and off certain natural cellular activities. SidD stops the AMPylation process four hours after the start of infection in order to reverse an earlier modification that would be detrimental to the cell if left in place, he said.

"During its process of infection, the bacteria can trigger reactions that can lead to the death of the host cell," Luo said. "Of course this is not in the best interest of the bacteria because it would no longer be able to replicate and continue infection, so it has evolved mechanisms to neutralize such reactions and keep the host cell alive."

Luo said further investigation of the structure and function of the SidD enzyme is needed to better understand its role in the infection process and its involvement in other cellular processes.

"The more we can learn about an infectious agent, the better equipped we will be to design a therapy to fight it," he said. "Before a new antibiotic therapy can be created, we must understand the enzyme enough to find chemicals to inhibit its activity. Further, because the bacteria have coevolved with us for millions of years, they provide some of the best tools for us to understand the intricacy of cellular processes."

Luo plans to further study SidD and investigate other proteins used by Legionella pneumophila bacteria.


Related Web sites:

Luo laboratory home page:
http://bilbo.bio.purdue.edu/luolab/

A publication-quality photo is available at http://www.purdue.edu/uns/images/2011/luo-bacteria.jpg

Abstract on the research in this release can be found at: http://www.purdue.edu/newsroom/research/2011/110712LuoNature.html

Elizabeth K. Gardner | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.purdue.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Newly discovered breast milk antibodies help neutralize HIV
23.05.2012 | Duke University Medical Center

nachricht Scientists unravel role of fusion gene in prostate cancer
23.05.2012 | New York- Presbyterian Hospital/Weill Cornell Medical Center/Weill Cornell Medical College

Alle Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Licht lässt Partikel wachsen - Forscher entdecken neuen Mechanismus in der Atmosphäre


Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.

Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.

Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...

Im Focus: Abschreckung: Tabak signalisiert angreifenden Zikaden Verteidigungsbereitschaft


Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen

Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...

Im Focus: Erbgutkopie reist im Protein-Koffer


Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.

Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.

Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...

Im Focus: Mikroben kennen nur eine Konstante: Veränderung!


Ein neuer Sonderforschungsbereich (SFB) an der Philipps-Universität geht der einzigartigen Fähigkeit von Mikroorganismen auf den Grund, sich ständig an veränderte Umweltbedingungen anzupassen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert den SFB 987 mit dem Titel "Mikrobielle Diversität in der umweltabhängigen Signalantwort" in den kommenden vier Jahren mit voraussichtlich mehr als sieben Millionen Euro.

„Die erfolgreiche Beantragung des neuen Sonderforschungsbereichs belegt einmal mehr die exzellenten wissenschaftlichen Leistungen im Bereich der Mikrobiologie am Standort Marburg“, erklärt Professor Dr. Frank Bremmer, der Marburger Uni-Vizepräsident für Forschung. „Die Einrichtung des SFB wird Marburgs Stellung als zentraler Ort der mikrobiologischen Forschung festigen und deren internationale Sichtbarkeit weiter erhöhen.“ ...

Im Focus: Schnelles Korallensterben


Erosion in tropischen Küstenregionen führt zum schnellen Tod der Korallen

Die Farbigkeit, Vielfalt und Exotik der tropischen Korallenriffe fasziniert viele Menschen weltweit. Und doch sind es die Folgen unserer Zivilisation, die dieses fragile Ökosystem bedrohen durch Klimaerwärmung, Sauerstoffmangel und Ozeanversauerung. Fortschreitende Industrialisierung, Waldrodungen und intensive Landwirtschaft in küstennahen Gebieten führen zu Erosion und verändern die Lebensbedingungen im Meer dramatisch.

Jetzt ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

Komplexität beherrschen

23.05.2012 | Energie und Elektrotechnik

Nano-Müll lässt sich nicht verbrennen

23.05.2012 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Nea Kameni volcano movement captured by Envisat

23.05.2012 | Geowissenschaften

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

Jeder Mensch ist anders - Nutzen der individualisierten Medizin

23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

14th Leibniz Conference of advanced science „Sensorsysteme 2012“

23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Exklusive Kontakte beim Investforum

23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp