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        細菌機器的三維圖像將毒素注入細胞并傳播抗生素抗性
        
			
        
				2019-06-26 10:06:10
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			  來源：
			
        
		
        
				
		
        
			
        專家預測，到2050年，抗生素耐藥細菌將導致與癌癥一樣多的死亡?，F在，加州理工學院的科學家們第一次創(chuàng)造了一個分子結構的三維圖像，許多不同的細菌用這種圖像將毒素泵入人體細胞，并將抗生素抗性基因傳播給其他細菌。了解這種結構的架構是實現其效果的第一步。
        

        細菌機器的三維圖像將毒素注入細胞并傳播抗生素抗性
        

        該研究是在生物物理學和生物學教授，以及霍華德休斯醫(yī)學研究所研究員Grant Jensen的實驗室進行的。描述這項工作的論文首次出現在3月23日的EMBO報告中。
        

        研究人員專門研究了軍團菌，這種細菌會導致退伍軍人癥，這是一種嚴重且常常致命的肺炎。當軍團菌侵入人體細胞時，它會將自身包裹在保護性囊泡中并打開分子結構，稱為IV型分泌系統(tǒng)。分子“機器”位于細菌的細胞膜上，并將數以萬種不同類型的有毒分子射入人體細胞，劫持細胞通路并壓倒細胞的防御系統(tǒng)。
        

        一些IV型分泌系統(tǒng)被認為有助于在整個細菌群體中傳播抗生素抗性基因。
        

        “了解IV型系統(tǒng)的結構對于開發(fā)新型抗生素以使其失效至關重要，”第一作者和博士后學者Debnath Ghosal說。“雖然這項研究只關注軍團菌的分泌系統(tǒng)，但許多細菌使用了一種非常相似的機器 - 例如導致胃癌，Q熱和百日咳的病原體。”
        

        為了對結構進行成像 - 直徑為40納米，大約是人眼看不到的1000倍 - 研究人員采用了一種稱為電子低溫斷層掃描的技術。在這種方法中，細菌被活活凍結，然后在強大的電子顯微鏡下旋轉，以產生一系列2-D圖像，可以數字重建成3-D圖像。這是細菌中第一種IV型機器的圖像。
        

        成像顯示該結構被塑造成同心拱形，如Wi-Fi的符號。了解結構最終應該有助于設計可以阻止機器的藥物。Ghosal說，開發(fā)一種甚至可以使分泌系統(tǒng)中的一種核心蛋白成分失效的藥物，可以使人體細胞抵御細菌感染。
        

        “目前大多數抗生素都專注于破壞包含細菌細胞的細胞膜，阻止其復制，”Jensen說。“開發(fā)針對細菌細胞不同方面的新抗生素，如IV型分泌系統(tǒng)，將使我們能夠以其他方式阻止感染。”
        

        該論文的標題是“通過電子冷凍斷層掃描術的軍團菌點/ Icm IV型分泌系統(tǒng)的原位結構”。除了Ghosal和Jensen之外，共同作者還有加州理工學院的研究科學家Yi Wei Chang，華盛頓大學醫(yī)學院和佛羅里達大學的Kwang Cheol Jeong以及華盛頓大學醫(yī)學院的Joseph Vogel。資金由美國國立衛(wèi)生研究院和國家過敏和傳染病研究所提供。
        
			

			
          
        
			
        
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