Vegard Eldholm er PhD stipendiat hos Leiv Sigve Håvarstein i gruppa for Molekylær Mikrobiologi, og forskar på S. pneumoniae sine metodar for å drepe andre pneumokokkar. Dette kan vere eit viktig steg på vegen til utvikling av nye skreddarsydde antibiotika.
Studerer fenomen blant streptokokkar Gruppa Molekylær Mikrobiologi har i lengre tid jobba med å forstå eit fenomen som er utbredt blant streptokokkar og ein del andre bakteriar, nemleg genoverføring ved hjelp av naturleg transformasjon. Naturleg transformerbare bakteriar har den eigenskapen at dei kan ta opp DNA fra miljøet rundt dei og inkorporere dette i sitt eige genom. DNA-sekvensar som liknar delar av deira eigne genom vert inkorporert med mykje høgare frekvens enn ikkje-homologe sekvensar. Ulike bakteriar har ulike mekanismar for å skille mellom homologt og ikkje-homologt DNA, men alle tek altså opp homologe sekvensar meir effektivt enn ubeslekta sekvenser. Dette fenomenet gjer altså desse bakteriene i stand til å utveksle gener i fråver av seksuell reproduksjon.
Vegard Eldholm
Foto: Janne Strand
Hormon gjer pneumokokkar kompetente Hos Streptococcus pneumoniae og andre nært beslekta artar er eigenskapen å kunne ta opp DNA (kompetanse for naturleg transformasjon) regulert av eit feromon, via såkalla quorum sensing. Alle bakteriane skiller ut hormonet under visse tilhøve, og ved ein viss konsentrasjon trigger feromonet uttrykket av eit sett på over hundre gener, og pneumokokkane vert kompetente. Sigve Håvarstein identifiserte og rensa dette feromonet for over ti år sidan, så no kan ein bestille syntetisk feromon og tilsette dette til kulturen når det passar. Ein har derfor full kontroll over kva tid bakteriane blir kompetente. Dette gjer det svært mykje lettare å studere fenomenet.
Kompetente drep ikkje-kompetente For nokre år sidan fann laben vår dessuten at kompetanse i S. pneumoniae ikkje berre inneber at bakteriane blir i stand til å ta opp DNA frå miljøet, men at dei kompetente pneumokokkane óg aktivt drep ikkje-kompetente pneumokokkar. Vidare forsøk har vist at dette aukar mengda av DNA som blir overført mellom bakteriene fordi meir DNA blir frigjort til omgjevnadane, og at drepinga foregår på tvers av art innanfor dei nærmaste slektningane til S. pneumoniae.
Kartlegger involverte protein Mitt arbeid går ut på å kartlegge meir detaljert kva for protein som er involvert i drepinga og kva for ei rolle dei spelar. Dette er eit relativt komplisert fenomen, men vi veit at det er to protein i delt hovedrolle; eit ”dreparprotein” som mest sannsynleg kutter i celleveggen, og eit immunitetsprotein som kompetente bakterier uttrykker for å beskytte seg mot dette proteinet. Ikkje-kompetente pneumokokkar vert ikkje beskytta, og blir derfor drept.
Dreparproteinet har medhjelparar I tillegg finst det andre protein som er viktige, blant anna eit par til som kuttar i cellevegg og som er nødvendige for effektiv dreping og for at dei drepte bakteriene skal lysere (det vil seie gå i oppløysning), som igjen blant anna medfører at store mengder genomisk DNA blir frigjort. Det ser óg ut som aktiviteten til det såkalla ”dreparproteinet” er svært ustabil. Dette er sannsynligvis ein del av reguleringa av proteinet fordi det er så potent at det kan vere farleg også for immune bakterier viss det får bygge seg opp til store mengder aktivt protein.
Kan bidra til nye skreddersydde antibiotika Ei bedre forståing av S. pneumoniae sine metodar for å drepe andre pneumokokkar kan vere viktig steg på vegen til utvikling av nye skreddarsydde antibiotika. Dei nevnte proteina virkar kun innanfor eit smalt spekter av beslekta bakterier, og kan derfor vere attraktive kandidatar for nye medikament som drep patogene streptokokkar effektivt uten å drepe dei kommensale bakteriene kroppen er avhengig av for å fungere optimalt.
