多くの感染症は金属レベルの低さが特徴であり、これは特定の病原体の生存に関係している可能性があります。バルセロナ大学（UB）生物学部の研究者らは、尿路病原性大腸菌における病原性因子の発現における亜鉛制限の役割を調査した。
感染中に、病原体は金属欠乏に遭遇することがよくあります。特定の金属イオンの濃度の変化は、細胞の生理機能と遺伝子発現に大きな影響を与えます。
最近の研究では、亜鉛が感染時の細菌の生理機能に影響を及ぼし、DNA複製やタンパク質の合成と生産などの多くのプロセスに関与する主要な酵素やタンパク質の触媒または構造補因子として必須の要素であることが明らかになりました。
逆に、亜鉛は過剰に摂取すると細菌に対して有毒となる可能性があるため、細胞内レベルを厳密に制御する必要があります。この意味で、宿主組織からの亜鉛の放出は重要な先天的防御機構である可能性があることが提案されている。
Scientific Reportsに掲載されたこの記事では、人間の尿路感染症を引き起こす病原体である大腸菌の毒性を亜鉛がどのように調節できるかを研究者らが示しています。
腎盂腎炎分離株 J96 には、RTX α-溶血素毒素をコードする 2 つの hlyCABD オペロンが含まれています。両方のオペロンのコード領域は大部分が保存されていますが、プロモーターを含む上流の配列は無関係です。
科学者らは、2 つの hlyCABDオペロンが異なるように調節されていることを示しました。 hly II オペロンは亜鉛の存在下で効率的に沈黙し、亜鉛が制限されている場合に高度に発現されます。
対照的に、Hly I オペロンは亜鉛制限に応答しません。遺伝子研究により、hly II オペロンの亜鉛感受性調節が金属調節タンパク質 Zur によって制御されていることが明らかになりました。同様に、hly II オペロンのプロモーター配列内に Zur 結合部位が同定され、このプロモーター領域への Zur の直接結合が観察されました。
さらに、hly II オペロンの Zur 制御が大腸菌 J96 の培養宿主細胞株における細胞傷害性応答を誘導する能力を調節し、これが感染症の治療に役立つ可能性があることを発見した。