Hur vibriobakterier framkallar sjukdom i fisk

Projektbeskrivning

Många vibrioarter som är patogena för marina djur är också del av deras normala mikroflora, till exempel Vibrio anguillarum, som orsakar dödlig hemorragisk blodförgiftning hos över 40 olika fiskarter när deras hälsa eller immunsystem är påverkat. För att bättre förstå hur V. anguillarum interagerar med miljön och med fisk, har vi flera pågående projekt som fokuserar på virulens- och överlevnadsmekanismerna hos denna patogen.

1-In vivo-mekanismer för bakteriell kolonisering av fiskens hud

Det är möjligt att V. anguillarum invaderar fisk genom huden. Fiskarnas epitelceller täcks av ett slemlager som fångar upp och eliminerar bakterierna när detta kontinuerligt förnyas. Därför måste både patogena bakterier och normalfloran snabbt binda till de underliggande epitelcellerna för att kunna kolonisera fiskens hud. I regnbågslax har vi visat att V. anguillarum återfinns i fiskens slemlager inom fem timmar efter infektion och att den binder till epitelet och bildar en tät biofilm på fiskfjällen inom 12-24 timmar. Pågående studier av mekanismerna bakom kolonisering av fiskens hud kommer att öka förståelsen av hur kommensala bakterier blir patogena.

2-Kommunikationsnätverk (Även bakterier kan småprata)

I naturen lever bakterierna tillsammans som en population istället för ensamma. För att bakterier ska överleva i naturen måste de kunna kommunicera med varandra, något som sker via små signalmolekyler som utsöndras av en bakterie och tas upp av en annan i närheten som i sin tur reagerar genom att slå på eller av någon biologisk aktivitet, till exempel orsaka sjukdom eller producera biofilm. För att kunna överleva är det fördelaktigt med en koordinerad aktion eftersom bakterierna snabbt måste kunna förändra sin morfologi och fysiologi för att anpassa sig till varierande och ofta ogynnsamma miljöer. Genom våra studier av den marina bakterien V. anguillarum har vi visat att de bakteriella kommunikationsmekanismerna hos olika vibrioarter varierar i komplexitet och funktion, även om de strukturella komponenterna är likartade. Fokus i detta projekt är att undersöka hur bakterierna använder dessa komplexa mekanismer för att kommunicera med andra bakterier samt vilka bakteriella aktiviteter som koordineras på detta sätt. Studier av kommunikationssystemen hos V. anguillarum kommer att ge förståelse av hur bakterier som agerar tillsammans i en population kan förändra sina aktiviteter för att överleva i olika mikronischer i den akvatiska miljön.

3-Typ VI-proteinsekretionssystem

För att överleva i naturen eller i en värdcell måste bakterierna kunna transportera proteiner genom sina membraner till den externa miljön. Vi har karakteriserat en nyupptäckt sekretionsmekanism i V. anguillarum som är konserverad i många bakterier. Väldigt lite är dock känt om detta proteinsekretionssystem i andra bakterier. Vi har identifierat ett protein i V. anguillarum som utsöndras via detta sekretionssystem och vi tror att tre andra utsöndrade proteiner kan binda till fiskcellernas aktin. För närvarande studerar vi vilken roll detta nya proteinsekretionssystem har för infektionsprocessen hos V. anguillarum och i bakteriens överlevnad.