对宿主维生素B12的依赖已经塑造了Mycobacterium结核病复杂的进化

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 传染性疾病 传染性疾病
• 宿主-病原体相互作用

背景情况:

• 人类和动物结核病是由Mycobacterium结核综合体 (MTBC) 引起的.
• MTBC已经经历了可巴胺 (维生素B12) 生物合成基因的基因分解.
• 与环境菌株不同,MTBC菌株缺乏内源维生素B12的生产,但可以外源地吸收维生素B12.

研究的目的:

• 调查可巴胺 (维生素B12) 在Mycobacterium tuberculosis (Mtb) 毒性的作用.
• 探索与维生素B12相关的宿主-病原体交叉交谈的机制.
• 评估宿主维生素B12水平对Mtb感染结果的影响.

主要方法:

• 使用了一种感染Mtb.的维生素B12贫血小鼠模型 (免疫功能低下和免疫能力低下).
• 对比B12贫血小鼠与非贫血小鼠的感染结果 (生存率,细菌负载).
• 分析了MTBC菌株中对维生素B12敏感的转录组,专注于L-氨酸合成基因 (metE和metH).
• 为metE和metH生成了mtb删除突变,以评估它们在不同宿主B12条件下的毒性.

主要成果:

• 与非贫血对照相比,感染Mtb的B12贫血小鼠的生存率提高,细菌负载降低.
• 在使用M. canettii (保留B12生物合成) 在B12贫血小鼠和非贫血小鼠中时,没有观察到感染结果的显著差异.
• 对metE (被B12抑制) 和metH (需要B12辅因子) 的表达对L-氨酸合成至关重要.
• 在贫血小鼠中,删除metE主要减弱了Mtb,而在非贫血对照中,metH无活化只减弱了Mtb.

结论:

• 宿主体内的亚生理维生素B12水平对抗了Mtb的毒性.
• 主体维生素B12状态影响mtb对特定代谢途径 (metE与metH) 的依赖.
• 确定了一种新的宿主-病原体交叉交谈机制,对维生素B12缺乏的人群有潜在的影响.