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细菌纳米尺寸的speargun就像电钻一样

2019-05-26 18:05:06 • 来源：

为了摆脱令人不快的竞争对手，一些细菌使用纳米尺寸的长枪。巴塞尔大学Biozentrum的研究人员对这种武器的构造，作用方式和回收利用有了新的见解。正如他们在“自然微生物学”杂志上报道的那样，长枪在几千分之一秒的时间里向邻近的细胞钻了一个洞，并注入毒素混合物。

细菌纳米尺寸的speargun就像电钻一样

叶子，石头或我们皮肤上的数以百万计微小的微生物争夺空间。几乎在所有地方，他们都必须争夺资源和营养。因此，在进化过程中，一些细菌已经开发出一种武器，可以向竞争对手和竞争对手注入有毒鸡尾酒，从而消除它们。这种武器类似于长枪，被称为VI型分泌系统(T6SS)。

两年前，马雷克·巴斯勒教授确定了“后发射”状态下长枪的原子结构。在目前的研究中，他的团队已经解决了“准备开火”长枪的结构。基于这些发现，研究人员已经模拟了T6SS speargun的工作原理。它由包括护套和锋利尖头的矛组成。护套由200多个连接的齿轮状蛋白质环组成，这些蛋白环围绕内部刚性矛组装。当T6SS发射时，鞘迅速收缩并将有毒矛推出细胞，然后细胞可以穿透到邻近的细胞中，释放出致命的毒素。“到目前为止，只有关于T6SS护套结构在收缩过程中如何变化的假设，”巴斯勒说。“

通过比较扩展和收缩状态的结构，研究人员模拟了T6SS的详细工作原理。“在鞘收缩期间，环转动并接近前一环，而环直径扩大，从而释放矛，”巴斯勒解释说。“鞘收缩和在钻孔进入靶细胞转动结果的该组合，在不到两毫秒，则T6SS鞘收缩其长度，并在同一时间的一半，有毒的矛旋出像螺钉，因此，细菌有一个非常强大的钻头。“

在射击T6SS后，细菌重新使用鞘的各个组成部分组装新的长枪。“很长一段时间，目前还不清楚为什么只拆开收缩的护套，但扩展的护套不是，”巴斯勒说。“现在，我们可以看到某个蛋白质结构域在收缩过程中暴露在鞘表面，并且可以通过负责拆除鞘的特定蛋白质识别。在扩展鞘状态下，这个区域是隐藏的，并且T6SS鞘因此可以防止拆卸。“

研究人员将继续研究长枪。“我们的一个项目致力于T6SS如何嵌入细菌细胞包膜的问题。由于长矛是用如此高的力量射击的，它必须牢固地锚定 - 否则，射击不能正常工作，甚至可能自己杀死携带武器的细菌。“

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