如何抗生素?fù)p害真核生物
氯霉素是一種對大多數(shù)細(xì)菌有活性的廣譜抗生素。然而,它有不同的副作用 - 例如人類再生障礙性貧血,骨髓抑制和灰色嬰兒綜合癥 - 限制了它的處方。在今天發(fā)表在“科學(xué)報告”上的一項研究中,研究人員證明了這些不良反應(yīng)的分子和細(xì)胞基礎(chǔ)。
研究人員使用稻瘟病真菌Magnaportheoryzae作為模型生物進(jìn)行研究。“這種真菌的基因組具有相當(dāng)少的垃圾DNA - 基因組中不編碼任何功能蛋白的非編碼部分,”東京科技大學(xué)的資深作者Takashi Kamakura說。“這與可靶向的功能性蛋白質(zhì)數(shù)量較少,使稻瘟病菌成為篩選新型藥物分子靶標(biāo)的理想模型。”
稻瘟病菌使用稱為分生孢子的3細(xì)胞結(jié)構(gòu)感染植物,所述分生孢子具有在末端具有稱為附著物的結(jié)構(gòu)的胚芽管。附著物啟動與植物細(xì)胞的接觸,并且在感染周期中是至關(guān)重要的。已知整個過程依賴于單細(xì)胞胚芽管的細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化。鑒于細(xì)胞分化依賴于幾種分子組分,這些分子也可以是藥物靶標(biāo)。
研究人員首先將真菌分生孢子懸浮液暴露于不同濃度的氯霉素,發(fā)現(xiàn)雖然分生孢子的萌發(fā)或胚芽管的長度不受影響,但附著物形成的百分比顯著減少。接下來,他們篩選了稻瘟病真菌整個基因組中的氯霉素靶標(biāo)。其中一種靶向肽與稱為Dullard的高度保守的真核蛋白非常相似,已知其在真核生物中的細(xì)胞分化中起作用。
研究人員發(fā)現(xiàn),這種名為MoDullard的蛋白質(zhì)在附著形成階段表達(dá)最多。當(dāng)他們敲除MoDullard基因時,他們發(fā)現(xiàn)沒有MoDullard的突變體不能產(chǎn)生附著物但對氯霉素有抗性,證實(shí)氯霉素靶向這種蛋白質(zhì)。
最后,為了確定人類的目標(biāo),該團(tuán)隊從人類基因組中分離出5個候選基因,并將它們單獨(dú)轉(zhuǎn)移到MoDullard敲除中。其中一種肽CTDSP1補(bǔ)充了MoDullard在突變細(xì)胞中喪失的功能,恢復(fù)了產(chǎn)生附著胞的能力。
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