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細(xì)菌并不孤獨(dú):信息分子相關(guān)研究

2013-07-22 14:32 閱讀:1409 來源:bio360 作者:網(wǎng)* 責(zé)任編輯:網(wǎng)絡(luò)
[導(dǎo)讀] 自然界中,細(xì)菌并不獨(dú)居,而是和其它細(xì)菌形成群體生活。它們通過化學(xué)過程相互溝通,不僅能感應(yīng)到其它細(xì)菌群體的存在,甚至彼此能建立合作網(wǎng)絡(luò)。慕尼黑大學(xué)的研究人員對(duì)一種以前未知的細(xì)菌通信方式首次做出了解釋,研究結(jié)果對(duì)醫(yī)藥研究有積極的推動(dòng)。

   自然界中,細(xì)菌并不獨(dú)居,而是和其它細(xì)菌形成群體生活。它們通過化學(xué)過程相互溝通,不僅能感應(yīng)到其它細(xì)菌群體的存在,甚至彼此能建立合作網(wǎng)絡(luò)。慕尼黑大學(xué)的研究人員對(duì)一種以前未知的細(xì)菌通信方式首次做出了解釋,研究結(jié)果對(duì)醫(yī)藥研究有積極的推動(dòng)。

  慕尼黑大學(xué)的微生物學(xué)家黑爾曼(Ralf Heermann)博士和法蘭克福歌德大學(xué)波德(Helge Bode)教授合作,發(fā)現(xiàn)了一種以前未知的細(xì)菌通訊“語言”。

  不同的細(xì)菌有不同的溝通方式。到目前為止得到較深入研究的細(xì)菌通信系統(tǒng)是使用N-?;呓z氨酸內(nèi)酯(N-acylhomoserine lactones)類信號(hào)分子。這些信號(hào)分子由魯西族合酶(LuxI-family synthases)組中的酶產(chǎn)生。發(fā)送信息的細(xì)菌細(xì)胞分泌出信號(hào),相鄰細(xì)胞通過LuxR蛋白型受體識(shí)別濃度,信號(hào)感知功能使接收細(xì)胞改變基因表達(dá)模式,這導(dǎo)致細(xì)胞的功能特性或行為發(fā)生改變。但是,很多細(xì)菌具有LuxR蛋白受體但缺乏魯西蛋白受體,因此,不能產(chǎn)生信號(hào)分子。這些受體被稱為LuxR蛋白獨(dú)體。

  新類信號(hào)分子

  黑爾曼和波德現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一種能夠結(jié)合LuxR蛋白獨(dú)體的配體。他們選擇發(fā)光桿菌(Photorhabdus luminescens)作為研究模型系統(tǒng),這是一種對(duì)昆蟲致命的致病細(xì)菌。

  細(xì)菌通過化學(xué)過程溝通。慕尼黑大學(xué)的微生物學(xué)家黑爾曼(Ralf Heermann)博士和法蘭克福歌德大學(xué)波德(Helge Bode)教授已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種新的細(xì)菌細(xì)胞與細(xì)胞間的通信系統(tǒng),采用α-吡喃酮作為信號(hào)。吡喃酮由合酶PpyS產(chǎn)生,由LuxR獨(dú)體受體PluR接收。

  波德說,“我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種新的細(xì)菌信號(hào)分子,由一種前所未知的生化途徑產(chǎn)生。”事實(shí)證明,這種細(xì)菌的LuxR蛋白獨(dú)體響應(yīng)稱為α-吡喃酮的化合物,特別是對(duì)照片吡喃酮(photopyrones)作出響應(yīng)。此外,研究人員已經(jīng)識(shí)別出合成照片吡喃酮的催化物吡喃酮合酶(PpyS)。吡喃酮信令系統(tǒng)使細(xì)菌相互感應(yīng),從而產(chǎn)生導(dǎo)致細(xì)胞聚集的表面因子。黑爾曼和波德認(rèn)為集體行為使得細(xì)菌細(xì)胞得以對(duì)抗昆蟲的先天免疫系統(tǒng),并允許它們生產(chǎn)各種毒素殺死昆蟲。黑爾曼說,“發(fā)光桿菌是一個(gè)非常有用的有機(jī)物模型,因?yàn)樗c許多人類病原體有關(guān),包括腸出血性大腸桿菌(EHEC)和鼠疫菌。”

  推動(dòng)醫(yī)藥研究

  新的研究結(jié)果引起醫(yī)學(xué)界的極大興趣,因?yàn)榧?xì)菌病原體的通信系統(tǒng)對(duì)開發(fā)抗菌藥物提供了方向。干擾細(xì)菌“聊天”的藥劑可以抑制毒素的產(chǎn)生或防止生物膜的形成,這些藥物只防止病原性狀的表達(dá),而不是像抗生素一樣殺死細(xì)菌,抗藥物性的危險(xiǎn)將被極大地削弱。


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