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参与细菌竞争的有毒子弹

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-04-20浏览次数:1174

伦敦帝国理工学院的科学家们发现了一种细菌毒素,可以使传染性细菌菌株击败竞争对手。

这一发现提供了对细菌战背后机制的更好理解,这是设计改进微生物疾病治疗的第一步。

细菌是地球上最富有的生物之一,它们正在无情地为有限的食物资源而战。为了防御和摧毁对手和掠夺者,他们开发了各种化学武器。

细菌分泌系统可以加载子弹样毒素,这是细菌摧毁竞争对手的武器。在今天发表在“美国国家科学院院刊”上的一项新研究中,帝国研究人员发现了铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)产生的新型子弹样毒素。人体疾病如肺炎和囊性纤维化细菌以及许多医院获得的感染。

该研究由生命科学系的Alain Filloux教授领导,研究了一组未经研究的细菌基因,这些基因编码与铜绿假单胞菌6型分泌系统(T6SS)相关的蛋白质。 T6SS是一种分子枪,可以运输多种毒素来杀死或抑制竞争细菌的生长。

铜绿假单胞菌样本的特定感染通常由单一的铜绿假单胞菌菌株控制,研究人员认为这可能有助于解释为什么这种优势是可能的。

Filloux教授说:“T6SS在塑造铜绿假单胞菌感染细菌群落中的确切作用还有很多东西需要注意,这最终使我们能够利用我们对该系统的基本认识来解决与健康有关的问题。”

在铜绿假单胞菌中研究的T6SS相关基因中,发现一个基因编码具有降解核酸如DNA的能力的蛋白质。这种蛋白质,研究人员称之为Tse7,就像一颗毒性子弹,可以通过T6SS传递给竞争细胞。

它非常适合T6SS喷枪的尖端,使其非常高效。当将Tse7引入不同的细菌时,它能够降解DNA并最终阻止其生长,从而表明其毒性活性。

在微生物世界中,存在大量具有多种功能的不同毒素,从降解DNA的毒素(例如Tse7)到通过破坏受害者的基本细菌膜导致细胞分解的毒素。

然而,每种产生毒素的细菌也需要以某种方式保护自己免受其自身武器的伤害。这就是为什么免疫蛋白 - 抗毒素 - 与毒素一起产生 - 使产生毒素的细菌免疫自己的武器。目前的研究已经发现,铜绿假单胞菌具有称为Tsi7的Tse7免疫蛋白,当引入受害细胞时,其可以防止Tse7毒性。

Tsi7免疫蛋白也显示出对其产生的菌株非常特异;也就是说,发现不同的铜绿假单胞菌菌株具有独特形式的Tsi7,其仅保护来自相同菌株的毒素。毒素 - 免疫对的这种菌株特异性可以解释为什么来自囊性纤维化患者的铜绿假单胞菌感染样品倾向于由单一假单胞菌菌株控制。

Panayiota Pissaridou博士是这项研究的两位主要作者之一,他说:“铜绿假单胞菌中有许多毒素尚未被研究过。” Luke Allsopp博士也是该研究的第一作者,他补充说:“进一步研究T6SS及其如何使细菌适应不同的环境对于理解控制临床感染的机制非常重要。”