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用微生物产生的毒素 细菌证明老狗可以学习新的技巧

一些新发现的毒素,一些细菌用于抵御竞争细菌,在微生物统治的争夺战中脱颖而出。虽然已经在细菌中发现了许多致命的物质,但这种以前未知的毒素以熟悉的方式表现出来。“这种毒素有什么特别之处,”UW Medicine微生物学家Brook Peterson指出,“它的作用与人类病原体使用的一些臭名昭着的毒素具有相同的生化机制,后者的进化时间远远超过毒素对抗的毒素。”

用微生物产生的毒素 细菌证明老狗可以学习新的技巧

这些包括白喉,百日咳和霍乱毒素。这些毒素使用类似的生化机制来损害宿主细胞内的重要蛋白质。例如,霍乱中发生的大量腹泻是其毒素如何通过干扰内部信号迫使肠道中的细胞排出过多的水和盐的直接结果。虽然细菌不会导致腹泻,但在显微镜下看一眼就会发现它们在最近发现的毒素(称为Tre1)屈服时会明显生病。

彼得森是西雅图华盛顿大学医学院微生物学和生物化学教授Joseph Mougous实验室的研究科学家。

对于细菌冲突的这项工作,他们研究了Serratia proteamaculans。这种普遍存在的细菌的一些菌株促进植物生长或生活在树根内。一些菌株栖息在昆虫和其他动物的消化道中,而另一些则会破坏肉类或海鲜。

彼得森是该项目团队的高级研究人员之一,他发现了新的毒素,并概述了细菌如何部署这种武器。

该小组还发现了一些细菌如何免受中毒。该研究结果发表在今天的Cell杂志上。

细菌不仅是一种细胞生物的平静集合,而是为了维持生命的资源而相互斗争,并利用各种强大的敌人。一种存活方法是减少其微生物菌落中的过度拥挤。

彼得森解释说:“我们发现的毒素靶向的是一种叫做FtsZ的蛋白质,它对细胞分裂至关重要。” 当这种蛋白质被阻断时,中毒的细胞长得越来越长,她说,并最终分裂开来。

一些细菌如何从他们自己的致命意图中拯救自己?研究人员观察到他们有一个不寻常的保障措施。这些细菌产生的蛋白质可以作为一种酶来逆转毒素所引发的修饰,就像解毒剂一样。

“这种蛋白质可以保护细菌免受它自身产生的毒素的影响,”彼得森指出,“以及由相同机制起作用但由其他物种制造的毒素。”

“我们的研究结果”,该团队在细胞论文中写道,“揭示了一种细菌间军备竞赛如何产生一种独特的解决方案,以保护细菌细胞分裂机器的完整性......”这种保护机制赋予对各种毒素的广泛免疫力。

这内部研究了他们自己社区中细菌之间的化学战和生物防御策略,这也提供了对多细胞生物(包括人类)造成麻烦的感染的新见解。

细菌间的争斗也可能有助于促进新的,更有效的毒素的形成,从而导致细菌性疾病的出现。

彼得森说:“这样的研究可以为细菌病原体引起疾病的有效毒素的进化起源提供线索。” “它还提供了一个迷人的例子,说明细菌在与微生物邻居的生存争夺中所采用的复杂策略。” 细菌和它们的祖先抗菌毒素之间的敌对遭遇,在地球上出现更复杂的生命形式之前

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