Nature：磷脂酶介導的殘酷競爭
日期：2013-04-08 09:05:12
Umeå大學和華盛頓大學的一項新研究顯示，細菌能夠在不損害自身細胞膜的基礎上，合成特定的酶來降解其競爭者的細胞膜，文章發表在Nature雜志上。這一發現將幫助科學家們利用細菌自身的武器，開發新的抗菌藥物。
細菌在感染過程中，會分泌出對宿主細胞和組織有害的毒素。有趣的是，細菌在與其他細菌競爭時也會采用類似的機制。細菌的分泌系統帶有注射器狀的結構，能夠將毒素注入其他細胞。
在細菌的各種分泌系統中，VI型分泌系統對于細菌間的競爭特別重要，這一系統存在于許多細菌種屬中。現在研究人員發現，細菌VI型系統分泌的特殊酶（磷脂酶），僅對競爭者有效，對自身的細胞膜無效。
瑞典Umeå大學分子生物學系的Sun Nyunt Wai教授，與華盛頓大學的Joseph D. Mougous教授合作，針對上述選擇性防御機制中的相關基因和蛋白進行了研究。他們主要分析了銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）和霍亂弧菌（Vibrio cholerae）的VI型分泌系統，銅綠假單胞菌是一種會引發嚴重腸道、血液和肺部感染的土壤細菌，而霍亂弧菌則是一種會產生致命威脅的病原菌。
“為了抵御環境中大量的捕食者和競爭者，細菌演化出了許多防御策略。在這項研究中，我們發現細菌采用了磷脂酶，而磷脂酶能夠降解細胞膜的主要磷脂成分，”Sun Nyunt Wai說。研究顯示，細菌在合成這種抗菌物質的同時，還會生產一種免疫蛋白以保護自身不受毒素影響。
為了檢驗他們的理論，研究人員構建了缺乏該免疫蛋白的突變株。他們發現，這些突變株的細胞膜完整性嚴重受損，細菌被自身合成的磷脂酶毒害。
“磷脂酶通常被認為是細菌感染能力的表現，我們驚訝的發現這種酶也是細菌打擊競爭者的武器。這項研究將幫助人們重新認識磷脂酶對細菌的重要性，”文章第一作者，Alistair B. Russell博士說。
抗生素的出現極大的改善了人類的健康狀況，人們也日漸依賴于它，甚至曾經把抗生素當做萬能靈藥。然而，目前抗生素濫用所催生的超級細菌已經引起了科學界乃至公眾的極大關注。而這項研究為人們提供了開發新型抗菌藥物的潛在途徑，將有助于緩解目前抗生素面臨的耐藥性危機。
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