MorfologieEdit
S. flexneri is een staafvormige, niet-flagellaire bacterie die berust op op actine gebaseerde motiliteit. Hij produceert het eiwit actine op een snelle en continue manier om zich voort te bewegen binnen en tussen de cellen van de gastheer. Deze bacterie is gramnegatief, niet-sporevormend Shigella van serogroep B. Er zijn 6 serotypes binnen deze serogroep.
InvasionEdit
S. flexneri is een intracellulaire bacterie die de epitheliale bekleding van het darmkanaal van zoogdieren infecteert. Deze bacterie is zuurtolerant en kan omstandigheden overleven van pH 2. Zo kan hij de mond van zijn gastheer binnendringen en de passage door de maag naar de dikke darm overleven. Eenmaal in de dikke darm kan S. flexneri het epitheel op drie manieren binnendringen: 1) De bacterie kan de tight junctions tussen de epitheelcellen veranderen, waardoor hij in het sub-mucosa kan doordringen. 2) De bacterie kan de zeer endocytische M-cellen, die verspreid liggen in de epitheellaag, binnendringen en naar het sub-mucosa gaan. 3) Na het bereiken van de sub-mucosa kan de bacterie worden gefagocytiseerd door macrofagen en apoptose, celdood, induceren. Hierbij komen cytokinen vrij die polymorfonucleaire cellen (PMN) naar het sub-slijmvlies lokken. S. flexneri die zich nog in het lumen van de dikke darm bevindt, doorkruist de epitheliale bekleding terwijl de PMN’s het geïnfecteerde gebied binnenkomen. S. flexneri gebruikt deze drie methoden om de sub-mucosa te bereiken en de epilitheliale cellen vanaf de basolaterale zijde binnen te dringen. De bacterie heeft vier bekende invasieplasmide-antigenen: IpaA, IpaB, IpaC, en IpaD. Wanneer S. flexneri contact maakt met de basolaterale zijde van een epitheliale cel, smelten IpaC en IpaB samen om een porie in het epitheliale celmembraan te maken. Vervolgens gebruikt het een type-III-secretiesysteem (T3SS) om de andere Ipa-eiwitten in het cytoplasma van de epitheelcel te brengen. S. flexneri kan naar naburige epitheelcellen overgaan door zijn eigen buitenmembraaneiwit, IcsA, te gebruiken om de actine-assemblagemachine van de gastheer te activeren. Het IcsA-eiwit wordt eerst gelokaliseerd aan één pool van de bacterie, waar het zich vervolgens bindt met het eiwit van de gastheer, Neural Wiskott-Aldrich Syndrome Protein (N-WASP). Dit IcsA/N-WASP complex activeert vervolgens het Actine-gerelateerd eiwit (Arp) 2/3 Complex. Het Arp 2/3-complex is het eiwit dat verantwoordelijk is voor het snel op gang brengen van de actinepolymerisatie en de voortstuwing van de bacterie. Wanneer S. flexneri het aangrenzende membraan bereikt, steekt het uit in het cytoplasma van de naburige cel. De bacterie wordt omgeven door twee lagen celmembraan. Vervolgens maakt hij gebruik van een ander IpaBC-complex om een porie te maken en de volgende cel binnen te dringen. VacJ is een eiwit dat S. flexneri ook nodig heeft om uit de protrusie te komen. De precieze functie ervan wordt nog bestudeerd, maar het is bekend dat zonder dit eiwit de intercellulaire verspreiding sterk wordt belemmerd. Bacteriële replicatie binnen de epitheliale cel is schadelijk voor de cel, maar er wordt voorgesteld dat epitheliale celdood grotendeels te wijten is aan de eigen ontstekingsreactie van de gastheer.
GeneticsEdit
Het genoom van S. flexneri en Escherichia coli zijn op soortniveau bijna niet te onderscheiden. S. flexneri heeft een cirkelvormig chromosoom met 4.599.354 basenparen. Het is kleiner dan dat van E. coli, maar de genen zijn vergelijkbaar. S. flexneri heeft ongeveer 4.084 bekende genen in het genoom. De grote gelijkenis tussen E. coli en S. flexneri zou te wijten zijn aan horizontale overdracht. Alle genen die S. flexneri nodig heeft om de epitheliale bekleding van de dikke darm binnen te dringen, bevinden zich op een virulentieplasmide, pINV genaamd. Het genoom van pINV is in hoge mate geconserveerd tussen ondersoorten van S. flexneri. S. flexneri heeft ook twee andere kleine plasmiden met meerdere kopieën, maar sommige stammen van S. flexneri hebben meer plasmiden waarvan vermoed wordt dat ze antibioticaresistentie verlenen. Sommige stammen van S. flexneri zijn resistent tegen de antibiotica streptomycine, ampicilline of trimethoprim. Chlooramfenicol, nalidixinezuur en gentamicine blijken voor sommige stammen nog doeltreffende antibiotica te zijn.
MetabolismeEdit
S. flexneri is een heterotrofe bacterie. Hij gebruikt de Embden-Meyerhof-Parnas (EMP), Entner-Doudoroff (ED), of pentosefosfaatroute (PPP) om suikers te metaboliseren. De producten van deze routes komen vervolgens terecht in de citroenzuurcyclus (TCA). S. flexneri kan glucose en pyruvaat metaboliseren. Toegevoed pyruvaat zorgt voor de meeste groei en wordt verondersteld de geprefereerde koolstofbron te zijn. Pyruvaat kan door het eigen metabolisme van de cel worden geleverd of uit de gastheercel worden gehaald. S. flexneri is een facultatief anaerobe die in staat is tot gemengde zuurfermentatie van pyruvaat. S. flexneri is niet in staat lactose te fermenteren. Deze bacterie groeit optimaal bij 37°C, maar kan ook bij temperaturen tot 30°C groeien.
Small RNAEdit
Bacteriële small RNA’s spelen een belangrijke rol in veel cellulaire processen. RnaG en RyhB sRNA’s zijn goed bestudeerd in S. flexneri. Ssr1 sRNA, dat een rol zou kunnen spelen bij resistentie tegen zure stress en regulering van virulentie, bleek alleen te bestaan in Shigella.