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研究发现细菌以自杀机制抵抗噬菌体

2020年1月21日8:03 环球解密

    加州大学圣地亚哥医学院的研究人员发现,细菌通过摧毁自身基因组的方式,阻止感染源在它们群体中的传播。

    本月初发表在《分子细胞》(Molecular Cell)期刊上的研究,为对付抗药菌提供新的信息,以调整噬菌体治疗方案,或者开发刺激细菌自杀的新治疗方案。

    这份研究的主要作者生物医学副教授科贝特(Kevin Corbett):“细菌自杀抵抗感染的机制一直存在争议,人们不理解为什么单细胞生物会这么做。如果我们把细菌看成一个合作群体,而不是一个个单独的个体,这就合理了。”

    科贝特的研究组在之前研究细胞分裂产生精细胞和卵细胞的过程中,特别在研究一种HORMA蛋白。这种蛋白在细胞分裂过程中维持基因组的稳定。后来2015年国立卫生院(NIH)一份研究提到,一些细菌可能也产生这种蛋白,起到免疫的作用。这引起了他们的兴趣。

    “HORMA蛋白在细菌中究竟起何作用?”科贝特很想知道答案。

    在已测序的7.5万种细菌中,科贝特说,其中约10%具有这种新发现的防御系统。科贝特研究组将这种系统克隆,称为CBASS系统,植入一种实验用的大肠杆菌(E. coli)菌株。这种菌株对噬菌体毫无抵抗力。“我们惊讶地发现,CBASS提供了近乎百分百的噬菌体免疫能力。”科贝特说。

    进一步研究发现,HORMA蛋白感应到被噬菌体感染后将激发产生另一种蛋白,结合组成一种信使分子。这种分子激活一种核酸酶,摧毁细菌自身的基因组,相当于自杀,这阻止了噬菌体复制和感染其它细菌。

    科贝特说,如果能找到激活这种系统的药物,就有办法让带有CBASS系统的细菌自杀。接下来他们需要进一步了解CBASS系统的种类。

    “我们已经研究了6000多种各不相同的CBASS系统,每一种都有各自独特的感染感应器、信号蛋白和核酸酶。明确这些组合确切的协作方式,才能找到最佳的干预方法。”

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