Исследователи из Каролинского института в Швеции подошли на один шаг ближе к пониманию того, почему некоторые люди серьезно заболевают или умирают от обычной бактерии, которая оставляет большинство людей невредимыми. В исследовании, опубликованном в журнале The Lancet Microbe, исследователи связали мутации РНК в бактерии Neisseria meningitidis с инвазивным менингококковым заболеванием, что стало первым случаем, когда некодирующая РНК в бактерии была связана с прогрессированием заболевания.
Исследователи также разработали и утвердили тест ПЦР, который может обнаруживать эти мутации.
«Мы обнаружили, что мутации некодирующей РНК в бактерии N. meningitidis почти в два раза чаще связаны с серьезным менингококковым заболеванием, редкой, но серьезной инфекцией, которая может привести к смерти», - говорит Эдмунд Лох, корреспондент автор и доцент кафедры микробиологии, опухолевой и клеточной биологии Каролинского института. «Это также первый случай, когда некодирующая РНК в бактерии была связана с развитием заболевания у людей».
Н. meningitidis - это бактерия, которая часто встречается в носу у 10-15 процентов населения. Как правило, бактерии не вызывают никаких заболеваний. Однако, когда это происходит, люди могут очень быстро заболеть и умереть в течение нескольких часов, если их не лечить.
Исследовательская работа началась в 2017 году после того, как штамм бактерии N. meningitidis был выделен у шведского подростка, который скончался от менингококкового менингита. При сравнении с другим штаммом той же бактерии, выделенным от бессимптомного человека, исследователи обнаружили мутацию в регуляторной некодирующей молекуле РНК, известной как термосенсор РНК или РНКТ, в штамме умершего подростка.
Это открытие побудило исследователей приступить к поиску и изучению более 7000 конфигураций РНКТ N. meningitidis со всей Европы. Всего исследователи обнаружили пять новых вариантов РНКТ, которые могли быть связаны с болезнью, то есть с большей вероятностью появлялись у людей, заболевших от бактерии.
Эти варианты имели общую черту в том, что они производили больше и больше капсул, которые изолировали бактерию и, таким образом, помогали ей уклоняться от иммунной системы организма.
«Это первый случай, когда мы смогли связать влияние РНКТ на прогрессирование заболевания менингитом», - говорит первый автор статьи Йенс Карлссон, аспирант того же факультета. «Это поддерживает дальнейшие исследования потенциального участия этой и других некодирующих РНК в развитии бактериальных заболеваний».
В рамках исследования исследователи также разработали экспресс-тест ПЦР, способный различать эти мутации РНКТ.
«В будущем этот ПЦР-тест можно будет сочетать с простым мазком из носа в клинике, что будет способствовать быстрой идентификации этих мутаций и последующему лечению», - заключает Эдмунд Лох.
Исследование финансировалось Шведским фондом стратегических исследований, Фондом Кнута и Алисы Валленберг и Шведским исследовательским советом.
Факты о РНК:
- РНК (рибонуклеиновые кислоты) - это молекулы, которые выполняют ряд функций внутри клеток. Существует множество видов РНК, например, РНК, которые несут сообщения, кодирующие белок, от ДНК, и РНК, которые регулируют экспрессию различных генов.
- Некодирующие РНК - это молекулы, которые не транслируются в белки. Считается, что в геноме человека их тысячи, функции многих из них еще не изучены. Некоторые из них связаны с развитием таких заболеваний, как рак и болезнь Альцгеймера.
- Некодирующие РНК в бактериях помогают регулировать несколько физиологических процессов. Например, инструмент для редактирования генов CRISPR/Cas9, получивший Нобелевскую премию, частично появился благодаря открытию некодирующей молекулы РНК, tracrRNA, которая помогает обезоруживать вирусы, расщепляя их ДНК.
- В этом исследовании исследователи связывают некодирующую молекулу РНК, термосенсор РНК или РНКТ в бактерии Neisseria meningitidis с прогрессированием инвазивного менингококкового заболевания. Это первый случай, когда некодирующая молекула РНК в бактериях связана с прогрессированием заболевания у людей.