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La recherche montre à quel point le champignon courant obtient la souplesse de vivre dans différents environnements d'hôte

Le Candida albicans cryptogamique est trouvé dans le tractus gastro-intestinal environ de la moitié des adultes sains avec peu si n'importe quel effet, pourtant lui entraîne également une infection souvent-fatale de sang parmi des patients présentant les systèmes immunitaires compromis, y compris ceux avec le HIV/SIDA. La recherche neuve des aides de Brown University montrent comment ce champignon obtient la souplesse de vivre dans ces environnements énormément différents.

La recherche a constaté que les échantillons patients du champignon manquent fréquemment d'une copie d'un gène qui sert de régulateur principal indispensable. Dans le laboratoire, ces cellules peuvent régulièrement commuter à avoir un ensemble différent de traits, ou de phénotype, en détruisant l'autre copie. Les cellules avec un ou deux copies du régulateur principal semblent blanches en couleurs et sont plus virulentes dans des infections de sang tandis que les cellules manquant des deux copies produisent les colonies « grises » qui peuvent prédominer dans le tractus gastro-intestinal.

La « diversité dans une substance microbienne les protège contre des changements de leur environnement, » a dit Richard Bennett, un professeur en service de Brown de la microbiologie moléculaire et de l'immunologie. « Si elles ont la diversité, une sous-population des cellules peut pouvoir s'adapter, même si le reste de la population ne peut pas. Nous avons constaté que quelques échantillons de Candida albicans peuvent commuter le phénotype parce qu'ils transportent déjà une copie inactivée d'un gène dans ce point névralgique génétique. »

L'étude était publiée mardi 26 février, dans l'hôte et le microbe de cellules de tourillon.

Les hotspots pour des mutations génétiques sont des neufs, et en quelque sorte étonnants, mécanisme pour que les champignons de pathogène acquièrent la diversité de trait, mais le mécanisme est réputé parmi des bactéries, Bennett a dit. Cette variété de traits aide Candida pour s'adapter à différents environnements d'hôte.

Par exemple, le champignon de Candida peut être trouvé dans le tractus gastro-intestinal de 40 à 60 pour cent d'adultes sains avec peu si en effectuent. Il peut également entraîner les levuroses ennuyantes et le muguet oral. D'autre part, dans les personnes avec un système immunitaire compromis -- comme ceux qui ont le SIDA, subissent la chimiothérapie ou se préparent à une greffe d'organe -- Candida peut entrer dans la circulation sanguine. Cette grave infection est fatale dans 40 à 60 pour cent de cas parce qu'il est difficile de traiter, Bennett a dit.

Point névralgique de mutation

Shen-Huan Liang, un étudiant au doctorat en programme du pathobiology de Brown, regardé 63 échantillons différents des patients, y compris ceux du tractus gastro-intestinal, du muguet oral et des infections pathogènes de circulation sanguine. Il a constaté que sept de ces tensions -- plus de 10 pour cent -- une ou les deux copies manquées d'un régulateur principal spécifique EFG1 appelé. EFG1 est une protéine qui règle des traits tels que la virulence, le métabolisme et le contact entre l'élevage en tant que levure unicellulaire ou les filaments multicellulaires.

Quoiqu'EFG1 contribue au pouvoir infectant de Candida, une des tensions manquant des deux copies de était d'une infection de sang. Un un autre était d'un patient avec le muguet oral. Les deux tensions cliniques sont apparues « gris » une fois développées sur l'agar spécial. Cinq tensions ont eu une copie du gène et semblée blanche, mais commutée à la condition grise dans jusqu'à 10 pour cent de colonies de descendant. L'équipe de recherche a trouvé les nombreuses différentes mutations d'ADN qui ont perturbé la fonction des gènes. Le gène contient au moins quatre régions des séquences d'ADN répétitives, que Bennett proposé peut effectuer lui à un point névralgique pour des mutations génétiques.

« Le gène EFG1 semble au central à beaucoup de biologie de Candida albicans, ainsi il continue à obtenir heurté par des mutations à plusieurs reprises, » Bennett a dit. « Il est intéressant que ces séquences répétitives puissent être subies une mutation très facilement, et la destruction de ce gène fournit clairement un certain type d'avantage sélecteur. »

Type les mutations aux gènes critiques sont vraisemblablement tout à fait nuisibles. Cependant, dans ce cas elle pourrait être en quelque sorte comme l'avantage d'être hétérozygote pour le trait de cellule falciforme chez l'homme, Bennett a dit. Les personnes avec une copie normale du gène d'hémoglobine et une copie de la mutation de cellule falciforme sont plus résistantes à la malaria que ceux avec deux copies normales du gène. Cependant, les gens avec deux copies de la mutation de cellule falciforme ont la drépanocytose et souffrent des épisodes de joint et de douleur abdominale, de l'anémie et d'un système immunitaire affaibli, ainsi ce peut être un reste fragile qu'il a ajouté.

En regardant le Candida albicans, l'équipe de recherche a voulu déterminer si manquer d'une copie du gène fournissait à une tension un avantage évolutionnaire dans les tractus gastro-intestinaux des souris. Pour vérifier ceci, les chercheurs ont combiné une tension avec les deux copies d'EFG1 dans un rapport de 50:50 avec une tension manquant d'une copie, et ont introduit le mélange dans l'intestin des souris. Les chercheurs ont alors analysé les cellules fongiques présentes dans la déjection des animaux au-dessus de plusieurs semaines. Après deux à six jours, certaines des cellules de la tension manquant d'une copie du régulateur principal ont détruit la deuxième copie, et les cellules grises donnantes droit puis ont prédominé dans la population.

Les chercheurs ont également effectué les expériences dans lesquelles ils ont introduit une tension patiente contenant seulement une copie du régulateur principal. Ces cellules étaient au commencement blanches mais ont éventuellement détruit l'autre copie d'EFG1 et sont devenues grises. Ces cellules grises neuves ont de nouveau assuré la colonisation de l'intestin.

En conclusion, l'équipe a vérifié la compétitivité des tensions variées dans des infections de circulation sanguine. Dans cet environnement différent, ils ont trouvé que la tension manquant des deux copies du gène EFG1 a prédominé dans le rein, la rate et le foie au-dessus d'une tension manquant de juste une copie, quoique l'ancien ait été moins fatal à l'hôte. Les chercheurs pouvaient discerner la colonisation efficace des tissus différents de l'infection qui a détruit l'hôte.

Bennett a averti que cette étude a regardé seulement détruire EFG1 dans des boîtes de Pétri Et chez les souris. À l'avenir, il voudrait travailler avec des cliniciens pour rassembler des échantillons plus fongiques des patients -- les deux de différents organes infectés et du tractus gastro-intestinal -- et sur une période étendue de temps. Ceci fournira une meilleure compréhension de la façon dont le Candida albicans s'adapte à différents environnements chez des patients, les mutations du rôle EFG1 peut jouer dans différents patients et de la façon dont les différentes sous-populations des champignons réagissent à la demande de règlement.

Continuer dans le laboratoire, Bennett a dit qu'il voudrait étudier les détails d'essentiel du point névralgique de mutation, y compris mesurer la fréquence exacte que les mutations se produisent dans le point névralgique comparé au reste du génome et de déterminer le mécanisme de ces mutations.

« Une importante question pour tous les microbiologistes est : « Comment préposé du service est prenant un isolat unique, ou une cellule, de la substance général ? «  » Bennett a dit. « Nous avons appris que tandis que l'étude d'un isolat est une bonne place à commencer, ce n'est pas l'illustration entière, en particulier quand vous parlez des microbes. »