Competitive relationships
- Mekanisme pertahanan melawan pathogen yang menyerangs
- Inflamasi Steril
- Peran fagositosis dalam memelihara homeostasis jaringan
1. Mekanisme pertahanan melawan pathogen yang menyerang
Sistem kekebalan alami merupakan sistem kekebalan terdepan melawan infeksi mikroba pada hewan metazoan. Kekebalan alami terpicu ketika adanya “tanda bahaya”. Pattern recognition receptor (PRR) atau reseptor yang mengenal pola, merupakan sensor inang yang mendeteksi sinyal berbahaya. Sel kekebalan alami, seperti makrofag, monosit, neutrophil dan sel epitel mengekspresikan PRR untuk mengidentifikasi 2 kelas molekul: pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) yang merupakan molekul yang terkait dengan mikroba pathogen, dan damage-associated molecular patterns (DAMPs), yang berhubungan dengan molekul yang dikeluarkan oleh sel inang ketika sel rusak atau mati.
Sistem kekebalan alami ada pada lalat sampai manusia, dan mekanisme sinyalnya pada lalat tergantung pada dua mekanisme sinyal, yaitu jalur Toll dan IMD. Kami telah mengidentifikasi gen baru yang penting untuk sinyal Toll, dinamakan sebagai Sherpa. Lab kami menginvestigasi fungsi Sherpa secara rinci pada jalur Toll.
Agar mikroba dapat berkolonisasi pada saluran cerna, ssstem kekebalan saluran cerna bukan hanya harus bereaksi jika ada sinyal bahaya, tapi juga mendeteksi tanda – tanda yang menunjukkan aman. Peran sistem kekebalan saluran cerna adalah menarik dan komplek: pada satu sisi harus mengatur hubungan koperatif dengan bakteri non-patogen, dan disisi lain juga harus melindungi inang dari pathogen yang ada di saluran cerna. Bagaimanapun, dasar molekuler sistem kekebalan saluran cerna belum sepenuhnya dipahami. Lab kami bertujuan untuk berkontribusi di bidang ini dengan menganalisis fungsi sinyal kekebalan alami Drosophila serta struktur dan fungsi sebuah toksin yang berasal dari bakteri entomopatogen.
Recent Publications:
-
Hori A, Kurata S, Kuraishi T
"Unexpected role of the IMD pathway in Drosophila gut defense against Staphylococcus aureus"
Biochemical and Biophysical Research Communications 495: 395. (2018) -
Kanoh H, Tong L-L, Kuraishi T, Suda Y, Momiuchi Y, Shishido F, Kurata S.
“Genome-wide RNAi screening implicates the E3 ubiquitin ligase Sherpa in mediating innate immune signaling by Toll in Drosophila adults.”
Sci. Signal. 400(8): ra107. (2015) -
Kuraishi T, Binggeli O, Opota O, Buchon N, Lemaitre B.
“Genetic evidence for a protective role of the peritrophic matrix against intestinal bacterial infection in Drosophila melanogaster.”
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108: 15966. (2011)
2. Inflamasi Steril
Studi terkini tentang PRR yang mengenal komponen bakteri dan virus sebagai sinyal bahaya menunjukkan bahwa beberapa komponen inang dapat juga merupakan sinyal bahaya. Sebagai contoh, keluarnya komponen intraseluler, yang secara normal berada dalam sel, dapat dikeluarkan setelah sel mati dan berperan sebagai DAMP, yang merangsang sensor kekebalan alami yang terkait. Respon kekebalan alami terhadap DAMP dan inflamasi yang terjadi setelahnya, tanpa adanya keterlibatan infeksi mikroba, secara keseluruhan disebut sebagai inflamasi steril. Inflamasi steril dipercaya berkontribusi terhadap banyak kondisi patologis seperti penyakit inflamasi kronis termasuk kanker, tetapi dasar molekuler DAMP dan mekanisme deteksinya belum diurai secara sempurna. Untuk mendapatkan DAMP yang baru dari jaringan inang, kami menganalisis ekstrak yang berasal dari larva Drosophila dan mendapatkan bahwa ekstrak tersebut secara kuat mengaktivasi jalur Toll melalui reseptor Toll. Ektrak jaringan dari larva mutan yang tidak memiliki Spz, sebuah ligan reseptor Toll yang telah diketahui, secara penuh telah mengaktivasi sinyal Toll, menunjukkan bahwa ekstrak jaringan larva mengandung DAMP baru yang mungkin dilepaskan dari jaringan yang rusak untuk mengaktifkan reseptor Toll. Sekarang ini, kami sedang mencoba untuk mengidentifikasi DAMP tersebut. Mencoba untuk membuat sebuah metode yang mana induksi steril kekebalan alami pada lalat buah dapat dilakukan dengan mudah, kami temukan bahwa respon imun, mengekspresikan antimicrobial peptides (AMPs) atau peptide antimikroba, diaktivasi pada larva Drosophila dengan rangsangan mekanik ringan, yaitu dengan mencubit larva dengan pinset, yang mana larva biasanya ditangani dengan menggunakan pinset. Secara khusus, ekspresi AMP yang diinduksi dengan mencubit larva adalah steril dan independen secara parsial dengan sinyal kekebalan alami yang telah diketahui seperti jalur Toll dan IMD. Untuk mengidentifikasi gen yang penting yang dibutuhkan untuk menginduksi drosomycin (Drs) ketika dicubit, unbiased genetic screening sedang dilakukan di lab kami.
Recent Publications:
- Kenmoku H, Hori A, Kuraishi T, Kurata S “Novel mode of induction of the humoral innate immune response in Drosophila larvae” Dis. Model. Mech. 10: 271-281. (2017)
- Kanoh H, Kuraishi T, Tong L-L, Watanabe, Nagata S, Kurata S “Ex vivo genome-wide RNAi screening of the Drosophila Toll signaling pathway elicited by a larva-derived tissue extract.” Biochemical and Biophysical Research Communications 467(2): 400-406. (2015)
3. Peran fagositosis dalam memelihara homeostasis jaringan
Sel-sel yang tidak diinginkan muncul selama kita hidup. Sel-sel ini menghalangi morfogenesis, menggangu fungsi jaringan, menjadi habis dan menua, atau menjadi pathogen dengan mengeluarkan sinyal bahaya. Pembuangan sel-sel ini dapat dilakukan dengan fagositosis yang tergantung apoptosis. Sebuah mekanisme yang ada pada organisme multiseluler, yang dapat dianggap sebagai respon kekebalan alami. Malfungsi fagositosis bukan hanya menyebabkan gagalnya morfogenesis dan homeostasis jaringan, namun dapat pula memperparah beberapa penyakit infeksi, inflamasi dan autoimun. Lab kami bertujuan untuk mengungkap mekanisme molekuler dan pentingnya fagositosis daripada sel-sel apoptosis secara fisiologi.
Recent Publications:
- Nonaka S, Hori A, Nakanishi Y, Kuraishi T "Phagocytosis assay for apoptotic cells in Drosophila embryos" J. Vis. Exp. 126: e56352. 2017年
- Okada R, Nagaosa K, Kuraishi T, Nakayama H, Yamamoto N, Nakagawa Y, Dohmae N, Shiratsuchi A, Nakanishi Y. “Apoptosis-dependent externalization and involvement in apoptotic cell clearance of DmCaBP1, an endoplasmic reticulum protein of Drosophila.” J. Biol. Chem. 287: 3138. (2012)
- Kuraishi T, Nakagawa Y, Nagaosa K, Hashimoto Y, Ishimoto T, Moki T, Fujita Y, Nakayama H, Dohmae N, Shiratsuchi A, Yamamoto N, Ueda K, Yamaguchi M, Awasaki T, Nakanishi Y. “Pretaporter, a Drosophila protein serving as a ligand for Draper in the phagocytosis of apoptotic cells.” EMBO J 28(24): 3868-3878. (2009)
