Hvordan Salmonella synkroniserer sin invasionsplan

1. Salmonella Patogenicity Island 1 (SPI-1) type tre sekretionssystem (T3SS): SPI-1 er et specialiseret virulenssystem kodet på Salmonellas kromosom. Den fungerer som en molekylær sprøjte, der tillader bakterien at injicere effektorproteiner direkte i værtsceller, manipulere deres funktioner og skabe et gunstigt miljø for invasion og replikation. Ekspressionen af ​​SPI-1 gener er stramt reguleret af forskellige miljømæssige signaler og regulatoriske proteiner, hvilket sikrer aktivering på det passende tidspunkt under infektion.

2. To-komponent reguleringssystemer: Salmonella anvender flere to-komponent regulatoriske systemer, der registrerer miljøsignaler og initierer passende cellulære responser. Disse systemer består af et sensorprotein, der detekterer specifikke stimuli og en beslægtet responsregulator, der styrer genekspression som reaktion på input. Eksempler inkluderer PhoP/PhoQ-systemet, som reagerer på ændringer i magnesiumkoncentrationen, og OmpR/EnvZ-systemet, som registrerer osmolaritet. Disse systemer regulerer ekspressionen af ​​SPI-1 gener og andre virulensfaktorer og synkroniserer deres produktion med de passende miljøforhold.

3. Kvorumsføling: Salmonella anvender også quorum sensing-mekanismer til at koordinere genekspression og virulensfaktorproduktion som svar på befolkningstæthed. Dette opnås gennem produktion og sansning af små signalmolekyler kaldet autoinducere. Efterhånden som bakteriepopulationen vokser, stiger koncentrationen af ​​autoinducere, hvilket udløser ændringer i genekspression. Quorum sensing giver Salmonella mulighed for at synkronisere sin adfærd og regulere dens virulensdeterminanter på en populationsafhængig måde.

4. Cyklisk AMP (cAMP)-signalering: cAMP spiller en væsentlig rolle i at synkronisere Salmonellas invasionsstrategi. Forøgede intracellulære cAMP-niveauer fremmer ekspressionen af ​​SPI-1-gener og andre virulensfaktorer, mens lave cAMP-niveauer undertrykker deres ekspression. Salmonella regulerer cAMP-niveauer gennem forskellige mekanismer, herunder aktiviteten af ​​adenylatcyclase- og phosphodiesterase-enzymer, som henholdsvis syntetiserer og nedbryder cAMP.

5. Post-translationelle ændringer: Salmonella anvender også post-translationelle modifikationer, såsom phosphorylering og ubiquitinering, til at regulere aktiviteten og stabiliteten af ​​proteiner involveret i dets invasionsprocessen. Disse modifikationer kan modulere protein-protein-interaktioner, proteinlokalisering og enzymaktivitet, finjustere timingen og koordineringen af ​​Salmonellas virulensmekanismer.

Ved at integrere disse reguleringsmekanismer synkroniserer Salmonella sin invasionsplan og sikrer, at essentielle virulensfaktorer produceres på det passende tidspunkt og som reaktion på specifikke miljømæssige signaler. Denne synkroniserede og koordinerede tilgang forbedrer bakteriens evne til at invadere værtsceller, replikere i dem og sprede sig i værten.