近日,刊登在國際雜誌Science上的一篇研究報告中,來自瑞典於默奧大學(Umea University)等結構的研究人員通過研究首次發現,細菌可以擴大疾病基因來快速引發感染。20多年前,本文的研究者們首次發現人類致病性耶爾森菌的感染策略,這種細菌會利用一種細胞壁上的特殊蛋白組裝形成一種“注射器”樣的結構,這種名為三型分泌係統(T3SS)的結構可以將細菌的毒性蛋白轉移到宿主細胞中破壞宿主細胞的代謝。
此後,研究者們在其它細菌中也相繼發現了這種三型分泌係統,而且三型分泌係統被認為是細菌引發感染的常見機製;如今科學家又發現了細菌感染和形成“毒性注射器結構”的必要蛋白產生之間的關聯。
文章中,研究者分析了假結核耶爾森菌的毒力策略,該細菌可以引發急性腹瀉、嘔吐以及胃痛,細菌感染所需的基因位於細菌細胞核外部的環狀染色體中,即毒力質粒上。研究人員利用人類細胞進行感染性試驗,隨後再用動物模型證實研究結果,結果表明,單個拷貝的毒性質粒並不足以誘發細菌感染,當細菌同宿主細胞接觸時,其會誘發一種拷貝模式來增加毒性質粒的數量。
研究者Helen Wang表示,耶爾森菌如今已經發展出了一種聰明的策略,為了攜帶較多的質粒,細菌往往需要更多能量,而且這會影響細菌的代謝和生長,但細菌可以以單一拷貝的質粒為作為模板快速擴增,從而達到引發感染的水平,很多毒力質粒可以幫助細菌構建三型分泌係統,從而提高細菌感染宿主細胞的能力。
研究者發現,質粒編碼基因數量的增加對於成功實施感染非常重要,本文研究中研究者就發現,質粒編碼基因的基因劑量或許是細菌利用的一種快速調節策略,這對於後期深入理解細菌對抗生素的耐藥性,以及細菌的致病機製提供了新的思路和希望。
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