洞察細(xì)菌細(xì)胞分裂可以促進(jìn)對(duì)抗有害細(xì)菌的進(jìn)展
大腸桿菌(E. coli)是生活在我們周圍和內(nèi)部的細(xì)菌。大多數(shù)大腸桿菌是無害的,但是一些菌株可能導(dǎo)致疾病,甚至在極端情況下甚至是致命的。隨著最近全世界大腸桿菌的爆發(fā),人們擔(dān)心會(huì)從這些細(xì)菌中感染。對(duì)抗這些有害細(xì)菌的一個(gè)重要組成部分是更好地了解細(xì)菌如何分裂和繁殖。在每種細(xì)菌中,一種叫做divisome的大蛋白復(fù)合物控制著細(xì)胞分裂。分裂組裝在細(xì)胞中間以分裂細(xì)胞,然后拆解以回收蛋白質(zhì)。
沖繩科學(xué)技術(shù)研究生院(OIST)的一組科學(xué)家和斯德哥爾摩大學(xué)的合作者首次表明,在每輪分裂后,活大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的這種大蛋白質(zhì)復(fù)合物是如何分解的。他們最近在分子微生物學(xué)上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。
“這種蛋白質(zhì)復(fù)合物的組裝已經(jīng)得到了很好的研究,”OIST博士后學(xué)者兼第一作者BillSöderström表示。“但是,反匯編過程在很大程度上是未知的,我們希望看到這個(gè)過程是隨機(jī)的還是有更高的順序。”
為了可視化這種蛋白質(zhì)復(fù)合物中發(fā)生的事情,研究人員使得這些分裂蛋白質(zhì)表達(dá)了熒光。然后,他們使用超分辨率顯微鏡觀察復(fù)合物中的蛋白質(zhì)對(duì) - 一種特殊的顯微鏡技術(shù),可以辨別出比傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡更小的東西 - 系統(tǒng)地識(shí)別每種蛋白質(zhì)何時(shí)被拆解。研究人員發(fā)現(xiàn),拆卸過??程是按照先進(jìn)先出原則,按照與裝配過程非常相似的受控順序進(jìn)行的。
“這概述了蛋白質(zhì)拆解的順序,并且它是可重復(fù)的,”OIST結(jié)構(gòu)細(xì)胞生物學(xué)部門的作者和負(fù)責(zé)人Ulf Skoglund說。“這對(duì)于幫助我們確定事件發(fā)生的順序非常重要。”
這項(xiàng)技術(shù)還使研究人員能夠初步了解蛋白質(zhì)在復(fù)合物中的組織方式,并通過擴(kuò)展,了解它們?nèi)绾瓮ㄟ^識(shí)別較大復(fù)合物中不同蛋白質(zhì)組的內(nèi)外環(huán)相互作用。環(huán)的識(shí)別和有序的拆卸過程使研究人員能夠確定細(xì)菌內(nèi)的單個(gè)蛋白質(zhì)以及它們何時(shí)停止相互作用。綜合起來,這些發(fā)現(xiàn)是朝著更徹底地了解細(xì)菌如何分裂的結(jié)構(gòu)和功能邁出的一步。
“你可以有效地勾勒出更多的步驟,你可以用一些東西影響的組件越多,”Skoglund說。“然后,您可以專注于更重要和功能相關(guān)的步驟,并有更多選項(xiàng)與系統(tǒng)進(jìn)行交互。”
這意味著在抗生素抗性細(xì)菌成為真正問題的世界中,這些信息對(duì)于創(chuàng)造針對(duì)有害細(xì)菌的新方法非常有用。通過了解細(xì)菌分裂機(jī)器的結(jié)構(gòu)和功能,它可以幫助確定在分裂過程中的目標(biāo)和時(shí)間。
你真的可以利用這種蛋白質(zhì)復(fù)合物的知識(shí)來確定對(duì)抗有害細(xì)菌的新方法,”Söderström說。
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