最近，來自印第安納大學(xué)的一項新研究揭示了關(guān)鍵蛋白質(zhì)在幫助細菌“吸收”環(huán)境中的DNA的機制。

利用新的成像方法，科學(xué)家們首次看到細菌如何利用鞭毛與環(huán)境中的DNA結(jié)合。通過揭示該過程涉及的機制，該結(jié)果可能有助于加快研究阻止細菌感染的新方法。

這項新研究發(fā)表在最近的《 PLOS Genetics》雜志上。

文章作者，助理教授Ankur Dalia說：“細菌鞭毛與DNA結(jié)合的能力是細菌進化過程中出現(xiàn)的新特征，也是影響現(xiàn)有抗菌藥物活性的主要原因，對這一過程其內(nèi)在機制的理解可以幫助制定更好的抗菌措施。

“吞噬-整合”來自環(huán)境中的遺傳物質(zhì)是細菌在不斷進化中形成的特征，細菌通過該過程整合了來自其他微生物的特點，其中包括產(chǎn)生抗生素耐藥性的基因。

抗生素的濫用會加快病原菌的進化以產(chǎn)生廣泛的耐受性。因此，目前針對阻止耐藥性細菌感染的新方法的需求正在不斷增長。據(jù)估計，到2050年每年將有1000萬人死于抗藥性細菌感染。

作者稱，盡管在顯微鏡下細菌的鞭毛看起來像是微小的“手臂”，但它們實際上更像是一種能夠快速組裝，然后不斷拆解的裝置。鞭毛結(jié)構(gòu)中的每個“片段”實際上是被稱為“菌毛蛋白”的蛋白質(zhì)亞基，而后通過組裝形成纖維狀結(jié)構(gòu)。

文章第一作者，Jennifer Chlebek博士補充說：“此前研究表明，鞭毛的聚合和解聚過程中牽涉到兩個主要的動力蛋白。在這項研究中，我們則發(fā)現(xiàn)解聚過程還涉及第三種動力蛋白，并且我們闡明了其工作原理。”

此前研究揭示的控制菌毛活性的兩個動力蛋白分別為：構(gòu)建鞭毛的蛋白PilB和解構(gòu)鞭毛的PilT。這些蛋白質(zhì)通過消耗ATP運行。在這項研究中，研究人員表明，關(guān)閉PilT的活性并不能完全防止菌毛的解聚。他們發(fā)現(xiàn)，即使PilT處于非活動狀態(tài)，第三個運動蛋白PilU也可以促進菌毛解聚的發(fā)生，盡管其速度相比野生型要慢五倍。研究人員還發(fā)現(xiàn)，同時關(guān)閉兩種解聚蛋白的活性會使解聚過程的速度下降50倍。

此外，研究發(fā)現(xiàn)，單獨關(guān)閉PilU也會影響鞭毛解聚的強度。該研究還表明，PilU和PilT不會相互交流，他們彼此獨立，以某種方式相互協(xié)調(diào)以介導(dǎo)鞭毛的回縮。

資訊出處：DNA-reeling bacteria yield new insight on how superbugs acquire drug-resistance