Клеточная микробиология - Cellular microbiology

Сальмонелла бактерии (красный цвет) вторгаются в культивируемые клетки человека

Клеточная микробиология это дисциплина, соединяющая микробиология и клеточная биология.

Термин «клеточная микробиология» был придуман авторами одноименной книги, опубликованной в 1996 году.[1] Сотрудничество и взаимозависимость между микробиологией и клеточной биологией росли за годы до этого, и появление новой дисциплины было предложено и обсуждено на нескольких научных конференциях.

Клеточная микробиология пытается использовать патогенный микроорганизмы в качестве инструментов для исследования клеточной биологии и использовать методы клеточной биологии для понимания патогенности микроорганизмов. Токсины и факторы вирулентности из микробов десятилетиями использовались для воздействия на процессы в эукариотический клетки и изучать их. Все чаще выясняется, что нанесение очищенного токсина на клетку не всегда дает полную картину, и что понимание роли токсина в патогенности, того, как токсин продвигает микроб, как токсин продуцируется и совместная эволюция токсина и его клетка-хозяин аналоги, имеет решающее значение.

Многочисленные клеточные процессы эукариот были выяснены с помощью микробных «инструментов». Основным предметом в этой категории является цитоскелет. Многие микробы модифицируют и влияют на синтез или деградацию цитоскелета клетки-хозяина, в частности актин сеть.[2] Внутриклеточные микробы, такие как бактерии Сальмонелла и Шигелла, вызвать актин полимеризация в клетках-хозяевах, которые иначе не усваивают микробы (нефагоциты ). Это вызывает образование выступов, которые со временем поглощают бактерии. Бактерии, такие как Иерсиния ингибируют полимеризацию актина в фагоцитах, тем самым предотвращая их захват. Клеточная микробиология пытается понять эти процессы и то, как они способствуют инфекция. Другие эукариотические процессы, на которые влияют микробы и которые исследуются с помощью микробов: преобразование сигнала, метаболизм, торговля пузырьками, клеточный цикл и транскрипционная регуляция, чтобы назвать лишь некоторые из них.

Недавно область клеточной микробиологии была расширена и теперь включает исследования клеточная биология из микробы самих себя.[3][4] «Область клеточной микробиологии представляет собой слияние двух областей: молекулярной микробиологии и клеточной биологии», - сказал профессор Яцек Хавигер, заведующий кафедрой микробиологии и иммунологии Университета Вандербильта.[4] В частности, в случае бактериальных клеток начинают использоваться новые технологии для выявления высокого уровня организации внутри самих бактериальных клеток. Например, флуоресцентная микроскопия высокого разрешения [5] и атомно-силовая микроскопия [6] оба используются, чтобы показать, насколько сложны бактериальные клетки находятся.

использованная литература

  1. ^ Cossart, P .; Boquet, P .; Normark, S .; Раппуоли, Р. (1996). «Развитие клеточной микробиологии». Наука. 271 (5247): 315–316. Bibcode:1996 Наука ... 271..315C. Дои:10.1126 / science.271.5247.315. PMID  8553065. S2CID  32437757.
  2. ^ Драмси С., Коссарт П. (1998). «Внутриклеточные патогены и актиновый цитоскелет». Анну Рев Селл Дев Биол. 14 (1): 137–166. Дои:10.1146 / annurev.cellbio.14.1.137. PMID  9891781.
  3. ^ Программа NHMRC по клеточной микробиологии (http://cellularmicrobiologyprogram.org.au/ В архиве 2019-05-03 в Wayback Machine )
  4. ^ а б Программа обучения NIH Cellular and Molecular Microbiology (CMM) (http://www.mc.vanderbilt.edu/reporter/index.html?ID=988 )
  5. ^ Эберсбах, G; Джейкобс-Вагнер, К. (март 2007 г.). «Исследование пространственных и временных механизмов бактериальной полярности». Тенденции Microbiol. 15 (3): 101–8. Дои:10.1016 / j.tim.2007.01.004. PMID  17275310.
  6. ^ Дюфрен, YF (сентябрь 2008 г.). «К наномикробиологии с использованием атомно-силовой микроскопии». Нат Рев Микробиол. 6 (9): 674–80. Дои:10.1038 / nrmicro1948. PMID  18622407. S2CID  1525798.