獨特觸覺讓細菌所向披靡

浏览量: 145   / 时间:2019-12-15   /作者:线上体育平台

一項研究發現,世界上最高產的細菌之一銅綠假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa),能夠通過以前在任何傳染性微生物中都未曾見過的一種機制——觸覺,來折磨人類、動物甚至植物。這種獨特的能力能夠使銅綠假單胞菌無處不在,而且也可能讓這些耐抗生素細菌易于受到一種新治療形式的攻擊。

研究人員說,大多數細菌、病毒和其他致病菌都依賴“味覺”,來響應與其共進化的宿主特有的化學信號。然而,假單胞菌通過它們的觸覺,能夠在人類、植物、動物、大量人造表面以及水和土壤中茁壯成長。它們會引發有可能致命的人類器官感染,并且是許多醫院獲得性疾病(例如敗血癥)的罪魁禍首。這種細菌在很大程度上不受抗生素的影響。

研究人員說:“假單胞菌能夠感染一切生物的能力,在以前已經知道。不知道的是,它如何能夠檢測出如此多種類型的宿主。這是本研究的關鍵部分——通過利用這種觸覺,而不是味覺,假單胞菌也能識別出任何一種合適的宿主,引發感染并試圖殺死它。”

研究人員發現,,假單胞菌要引發感染必須滿足兩個條件:表面附著和“群體感應”。為了證明細菌廣泛的殺傷力,Siryaporn用細菌感染ivy單細胞,然后將變形蟲導入相同的樣本;假單胞菌立即發現并迅速淹沒了單細胞動物。研究人員說:“細菌并不知道它所攻擊的是什么樣的宿主。它們所知道的是,它們在宿主上,所以它們準備進攻。它不能在一個宿主和另一個宿主之間加以區別。”

然而,當研究組刪除細菌表面的PilY1蛋白后,細菌就失去了其感染進而殺死宿主變形蟲的能力。研究人員說:“我們相信,這種蛋白質是表面傳感器。當我們刪除這個蛋白質時,細菌仍然在表面上,但是它們并不知道自己在表面上,所以它們不會引發毒性。”

研究專家說,因為假單胞菌表面的PilY1是毒力所需的,它為開發藥物治療假單胞菌感染,提出了一個全面而易于接近的靶標。這項工作表明,PilY1傳感器是整個毒性反應的一種關鍵,為設計特別打亂激活毒力的機制線索的治療方法,打開了大門。”

研究組說,靶定諸如PilY1這樣的蛋白質,為對抗日益嚴重的細菌抗生素耐藥性問題,提供了一種途徑。使假單胞菌中的蛋白質失效,并不能阻礙細菌繁殖的能力,只是阻礙其感染能力。當一種藥物可殺死所有的靶生物體時,會產生抗生素耐藥性,留下耐藥性細菌。這些突變,以前占少數,以驚人的速度繁殖——大約每30分鐘數量翻倍,并成為病原體的優勢菌株。如果細菌感染的能力被禁用,但卻沒有死亡,突變的生物體就不大可能接管。我很樂觀的是,我們能夠利用靶定PilY1的藥物,抑制整個毒性過程,而不是逐個消滅細菌。這可能是一種全新的策略。實際上人們應該做的是,篩選能抑制毒性但保持其生長的藥物。這種蛋白質提供了實現這一目標的一種可能途徑。PilY1也存在于各種宿主范圍的其他細菌中,包括淋球菌或大細菌菌屬伯克氏菌,這兩種菌分別引起人類淋病,連同假單胞菌一起,是導致囊性纖維化患者肺部感染的主要原因。可能PilY1在檢測這些細菌表面和觸發感染的過程中發揮類似的作用,從而可能是一個治療靶標。

專家稱,該研究可能有助于解釋條件致病菌如何能夠感染多種類型的宿主。Ausubel沒有參與這項研究,但他指出,最近的研究發現了很多關于細菌如何啟動一種感染的見解,特別是通過群體感應和化學信號,但是在一系列不相關宿主中這一切是如何完成的,仍然沒有答案。