Atalyddion synhwyro cworwm: Cyfrannu at esblygiad ymwrthedd phage Pseudomonas aeruginosa yn seiliedig ar system imiwnedd CRISPR

Mae ymwrthedd gwrthficrobaidd yn broblem bwysig mewn triniaeth glinigol, ac mae Pseudomonas aeruginosa yn darged posib ar gyfer haint firws phage ar ôl llawdriniaeth. Mae astudiaethau labordy wedi canfod bod Pseudomonas aeruginosa yn defnyddio genynnau system imiwnedd addasol CRISPR-Cas i gynhyrchu cof imiwn i facteriophages a DNA parasitig arall, esblygu'n gyflym mewn amgylchedd naturiol cymhleth a datblygu ymwrthedd bacteriophage, a thrwy hynny gyfyngu ar y defnydd o therapi phage. Mae astudiaethau diweddar wedi dangos bod y system Synhwyro Cworwm (QS) yn rheoleiddio mynegiant system imiwnedd CRISPR-Cas o Pseudomonas aeruginosa. Mae system QS Pseudomonas aeruginosa yn cynnwys LasIR a RhlIR, a all reoleiddio mynegiant swyddogaethau ffisiolegol fel system imiwnedd CRISPR-Cas, ffyrnigrwydd a bioffilm. Mae LasIR yn rheoleiddio mynegiant moleciwl signalau 3-oxo-C12-homoserine lactone (3OC12-HSL), mae RhlIR yn rheoleiddio mynegiant moleciwl signalau C4-homoserine lactone (C4-HSL). Felly, mae ymchwilwyr yn dyfalu y gall defnyddio atalyddion synhwyro cworwm meddygol (Atalyddion Synhwyro Cworwm, QSI) gyfyngu ar esblygiad Pseudomonas aeruginosa yn seiliedig ar loci imiwnedd CRISPR a'u cymhwyso i ymchwil glinigol.

Yn yr astudiaeth hon, defnyddiodd yr ymchwilwyr Baicalein fel QSI i astudio ei effaith ar wrthwynebiad phage (DMS3vir) Pseudomonas aeruginosa. Ar yr un pryd, adeiladwyd straen mutant genyn QS o Pseudomonas aeruginosa fel na allai'r straen mutant gynhyrchu 3OC12-HSL a C4-HSL. Trwy ategu 3OC12-HSL a C4-HSL, dadansoddwyd esblygiad ymwrthedd phage Pseudomonas aeruginosa yn seiliedig ar system imiwnedd CRISPR-Cas. Mecanwaith i astudio galluoedd arsugniad a chlirio phage Pseudomonas aeruginosa. Yn ogystal, defnyddiwyd bacteria phage-sensitif (CRISPR-KO) a bacteria sy'n gwrthsefyll phage (mutants wyneb CRISPR-KO) fel rheolyddion i astudio'r newidiadau yng ngallu Pseudomonas aeruginosa i gystadlu â phage ar ôl i'r system QS gael ei rhwystro.

Yn y grŵp rheoli, gostyngodd ymwrthedd phage math gwyllt Pseudomonas aeruginosa wrth i ddwysedd y phage gynyddu. Fodd bynnag, yn wahanol i'r canlyniad disgwyliedig y byddai QSI yn lleihau ymwrthedd Pseudomonas aeruginosa, pan ychwanegwyd baicalein 100μM, cynyddodd ymwrthedd Pseudomonas aeruginosa i phage. Pan fydd bacteria phage-sensitif yn heintio phage 104pfu neu 107pfu, mae eu gwrthiant yn cynyddu'n sylweddol. Yn ogystal, mae canlyniadau'r ymchwil yn dangos pan fydd system QS Pseudomonas aeruginosa yn cael ei rhwystro, mae'n anodd i'r phage heintio'r gwesteiwr. Pan ataliwyd y system QS, cynyddodd ffitrwydd cymharol Pseudomonas aeruginosa yn amgylchedd 106 pfu phage yn sylweddol. Yn yr astudiaeth hon, effeithiodd QSI ar fynegiant fimbriae bacteriol math IV, gan arwain at oedi lysis o ddiwylliannau bacteriol, lleihau cyfradd arsugniad phage, a hwyluso esblygiad ymwrthedd phage yn system imiwnedd bacteriol CRISPR. Felly, mae QSI yn lleihau effaith therapiwtig benodol phage math pili heintus ar Pseudomonas aeruginosa.