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細(xì)菌納米尺寸的speargun就像電鉆一樣

2019-05-26 18:05:06 ? 來源：

為了擺脫令人不快的競爭對手，一些細(xì)菌使用納米尺寸的長槍。巴塞爾大學(xué)Biozentrum的研究人員對這種武器的構(gòu)造，作用方式和回收利用有了新的見解。正如他們在“自然微生物學(xué)”雜志上報(bào)道的那樣，長槍在幾千分之一秒的時(shí)間里向鄰近的細(xì)胞鉆了一個(gè)洞，并注入毒素混合物。

葉子，石頭或我們皮膚上的數(shù)以百萬計(jì)微小的微生物爭奪空間。幾乎在所有地方，他們都必須爭奪資源和營養(yǎng)。因此，在進(jìn)化過程中，一些細(xì)菌已經(jīng)開發(fā)出一種武器，可以向競爭對手和競爭對手注入有毒雞尾酒，從而消除它們。這種武器類似于長槍，被稱為VI型分泌系統(tǒng)(T6SS)。

兩年前，馬雷克·巴斯勒教授確定了“后發(fā)射”狀態(tài)下長槍的原子結(jié)構(gòu)。在目前的研究中，他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)解決了“準(zhǔn)備開火”長槍的結(jié)構(gòu)。基于這些發(fā)現(xiàn)，研究人員已經(jīng)模擬了T6SS speargun的工作原理。它由包括護(hù)套和鋒利尖頭的矛組成。護(hù)套由200多個(gè)連接的齒輪狀蛋白質(zhì)環(huán)組成，這些蛋白環(huán)圍繞內(nèi)部剛性矛組裝。當(dāng)T6SS發(fā)射時(shí)，鞘迅速收縮并將有毒矛推出細(xì)胞，然后細(xì)胞可以穿透到鄰近的細(xì)胞中，釋放出致命的毒素。“到目前為止，只有關(guān)于T6SS護(hù)套結(jié)構(gòu)在收縮過程中如何變化的假設(shè)，”巴斯勒說。“

通過比較擴(kuò)展和收縮狀態(tài)的結(jié)構(gòu)，研究人員模擬了T6SS的詳細(xì)工作原理。“在鞘收縮期間，環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)并接近前一環(huán)，而環(huán)直徑擴(kuò)大，從而釋放矛，”巴斯勒解釋說。“鞘收縮和在鉆孔進(jìn)入靶細(xì)胞轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)果的該組合，在不到兩毫秒，則T6SS鞘收縮其長度，并在同一時(shí)間的一半，有毒的矛旋出像螺釘，因此，細(xì)菌有一個(gè)非常強(qiáng)大的鉆頭。“

在射擊T6SS后，細(xì)菌重新使用鞘的各個(gè)組成部分組裝新的長槍。“很長一段時(shí)間，目前還不清楚為什么只拆開收縮的護(hù)套，但擴(kuò)展的護(hù)套不是，”巴斯勒說。“現(xiàn)在，我們可以看到某個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域在收縮過程中暴露在鞘表面，并且可以通過負(fù)責(zé)拆除鞘的特定蛋白質(zhì)識別。在擴(kuò)展鞘狀態(tài)下，這個(gè)區(qū)域是隱藏的，并且T6SS鞘因此可以防止拆卸。“

研究人員將繼續(xù)研究長槍。“我們的一個(gè)項(xiàng)目致力于T6SS如何嵌入細(xì)菌細(xì)胞包膜的問題。由于長矛是用如此高的力量射擊的，它必須牢固地錨定 - 否則，射擊不能正常工作，甚至可能自己殺死攜帶武器的細(xì)菌。“

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