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病原体困境 细菌如何将自己推出一个紧密的地方

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-01-12浏览次数:1187

科学家们破译了某些类型的“游泳”细菌是如何在被困在狭小的空间中进化和逃逸的。

这一发现为新的方法阻止某些细菌的传播铺平了道路,包括那些导致食物中毒和胃溃疡的细菌。

许多细菌可以游泳,让它们找到新的营养来源,或者在致病细菌的情况下,可以被感染和传播。

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几乎所有的游泳细菌都使用一种类似的螺旋推进器“鞭毛虫”来推动自己前进。细菌鞭毛由数千个蛋白质组成,呈螺旋链排列。

包括约克大学的研究人员在内的一个多学科科学家团队发现,某些类型的细菌进化出了由许多不同类型的蛋白质组成的复杂鞭毛,使它们能够在狭窄的空间中工作。

科学家们研究了一种名为腐雪瓦内拉(shewanella putrefaciens)的土栖物种,发现当它们被困在狭小的空间中时,它们的多组分鞭毛围绕着细胞体,并允许它们自由开放。

这项研究的合著者,物理系的劳伦斯威尔逊博士说:“为什么有些细菌,如大肠杆菌,含有由一种蛋白质组成的鞭毛,而另一些则含有更复杂的鞭毛。”由许多不同类型组成的问题类型一直是个谜。

“大自然喜欢保持简单。在任何“机器”中,更多的组件意味着更多可能出错的事情。我们的研究表明,复杂的鞭毛有助于细菌在被困在狭小空间时逃逸。一个优势超过了为各种蛋白质构建基块维持基因编码的成本。

在这项研究中,约克大学的科学家利用他们世界一流的高速全息显微镜技术追踪3D细胞,并观察细胞如何利用鞭毛游泳和传播。

来自德国Geisen的微生物学和分子生物学研究所的国际同事仔细确定了单个鞭毛内不同结构单元的位置。来自德国马尔堡的菲利普斯大学的计算机科学家随后建立了一系列模拟,使他们能够测试缓慢改变鞭毛物理特性的效果。

他们发现Shewanella putrefaciens鞭毛中的构建块是最佳排列的,并且它们在“开放水域”或狭窄空间中游泳的能力因在鞭毛组件周围被移除或交换而受损。

威尔逊博士补充说:“引起食物中毒的害虫如空肠弯曲杆菌和导致胃溃疡的幽门螺杆菌被发现会在其鞭毛中维持多种成分。

“这项研究让我们更好地了解细菌感染的物理特性 - 这些知识可能会为将来预防有害感染的传播提供新方法

“自然交流”发表了“细菌鞭毛中几种鞭毛蛋白的空间排列,改善了不同环境中的流动性。”