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病原體困境 細菌如何將自己推出一個緊密的地方

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2020-01-12瀏覽次數:1187

科學家們破譯了某些類型的“游泳”細菌是如何在被困在狹小的空間中進化和逃逸的。

這一發現為新的方法阻止某些細菌的傳播鋪平了道路,包括那些導致食物中毒和胃潰瘍的細菌。

許多細菌可以游泳,讓它們找到新的營養來源,或者在致病細菌的情況下,可以被感染和傳播。

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幾乎所有的游泳細菌都使用一種類似的螺旋推進器“鞭毛蟲”來推動自己前進。細菌鞭毛由數千個蛋白質組成,呈螺旋鏈排列。

包括約克大學的研究人員在內的一個多學科科學家團隊發現,某些類型的細菌進化出了由許多不同類型的蛋白質組成的復雜鞭毛,使它們能夠在狹窄的空間中工作。

科學家們研究了一種名為腐雪瓦內拉(shewanella putrefaciens)的土棲物種,發現當它們被困在狹小的空間中時,它們的多組分鞭毛圍繞著細胞體,并允許它們自由開放。

這項研究的合著者,物理系的勞倫斯威爾遜博士說:“為什么有些細菌,如大腸桿菌,含有由一種蛋白質組成的鞭毛,而另一些則含有更復雜的鞭毛。”由許多不同類型組成的問題類型一直是個謎。

“大自然喜歡保持簡單。在任何“機器”中,更多的組件意味著更多可能出錯的事情。我們的研究表明,復雜的鞭毛有助于細菌在被困在狹小空間時逃逸。一個優勢超過了為各種蛋白質構建基塊維持基因編碼的成本。

在這項研究中,約克大學的科學家利用他們世界一流的高速全息顯微鏡技術追蹤3D細胞,并觀察細胞如何利用鞭毛游泳和傳播。

來自德國Geisen的微生物學和分子生物學研究所的國際同事仔細確定了單個鞭毛內不同結構單元的位置。來自德國馬爾堡的菲利普斯大學的計算機科學家隨后建立了一系列模擬,使他們能夠測試緩慢改變鞭毛物理特性的效果。

他們發現Shewanella putrefaciens鞭毛中的構建塊是最佳排列的,并且它們在“開放水域”或狹窄空間中游泳的能力因在鞭毛組件周圍被移除或交換而受損。

威爾遜博士補充說:“引起食物中毒的害蟲如空腸彎曲桿菌和導致胃潰瘍的幽門螺桿菌被發現會在其鞭毛中維持多種成分。

“這項研究讓我們更好地了解細菌感染的物理特性 - 這些知識可能會為將來預防有害感染的傳播提供新方法

“自然交流”發表了“細菌鞭毛中幾種鞭毛蛋白的空間排列,改善了不同環境中的流動性。”

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