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      研究人員報告了腸道病原體的硝酸鹽呼吸
      
			
      
				2019-03-19 09:36:31
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      人類病原體霍亂弧菌自150年前發(fā)現(xiàn)以來就一直困擾著科學(xué)家。研究這種細(xì)菌的專家感到困惑的是，這種細(xì)菌無法在厭氧條件下生長，盡管它配備了活躍的代謝機制來呼吸硝酸鹽而不是氧氣，這種情況通常存在于胃腸道中。普遍的看法是細(xì)菌積累了中間產(chǎn)物亞硝酸鹽，這抑制了進(jìn)一步的生長。瑞典分子感染醫(yī)學(xué)實驗室的Felipe Cava研究小組現(xiàn)已在低氧和不同pH條件下研究這種細(xì)菌。和他們在美國波士頓的同事一起Umeå大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種優(yōu)雅的pH依賴性代謝機制，使病原體能夠轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂斜４婊盍Φ撵o息模式。該策略提供了對抗共生細(xì)菌的競爭優(yōu)勢，以更好地定殖和感染腸。該小組已公布其成果自然微生物學(xué)。
      

      研究人員報告了腸道病原體的硝酸鹽呼吸
      

      為了在沒有氧氣的情況下存活和增殖，許多腸道病原體如霍亂弧菌可以通過呼吸硝酸鹽而不是氧氣在宿主內(nèi)進(jìn)行無氧呼吸。減少呼吸硝酸鹽產(chǎn)生亞硝酸鹽，一種毒性劑，因此，大多數(shù)硝酸鹽還原細(xì)菌通常具有額外的酶以防止亞硝酸鹽積累。然而，霍亂弧菌會積累亞硝酸鹽并停止生長，這意味著硝酸鹽呼吸可能對這種病原體有害。令人驚訝的是，Umeå大學(xué)(瑞典)的科學(xué)家和他們在哈佛大學(xué)(美國)的同事現(xiàn)已證明亞硝酸鹽是霍亂弧菌生活方式的理想選擇。
      

      據(jù)報道，“感染過程中硝酸鹽的減少是高度誘導(dǎo)的。我們不相信這一過程可能對霍亂弧菌的適應(yīng)性產(chǎn)生負(fù)面影響，”費利佩卡瓦說。
      

      以前的報告顯示，在厭氧條件下，補充硝酸鹽的霍亂弧菌培養(yǎng)物比沒有硝酸鹽的情況下生長得更少，這符合亞硝酸鹽有毒的觀點。Emilio Bueno和Felipe Cava測試了細(xì)菌的可行性，并獲得了意想不到的結(jié)果，改變了該項目。實驗室的博士后研究員布埃諾說：“我認(rèn)為應(yīng)該存在某種技術(shù)問題，但我重復(fù)實驗10次，結(jié)果相同：生存能力和生長數(shù)據(jù)相互矛盾。我們發(fā)現(xiàn)，雖然少了種植的，補充硝酸鹽的霍亂弧菌培養(yǎng)物完全保留了它們的生存能力，而沒有硝酸鹽，它們基本上已經(jīng)死亡。“
      

      鑒于這些結(jié)果證明亞硝酸鹽不是殺滅的原因，該團隊?wèi)岩蛇@種現(xiàn)象背后有一個有趣的機制。“我們發(fā)現(xiàn)了一種在沒有硝酸鹽的情況下存活的突變體。這種突變體的發(fā)酵能力受到影響，霍亂弧菌在培養(yǎng)基中產(chǎn)生強烈的酸化作用。因此，我們推斷酸度是影響霍亂弧菌的因素?？尚行裕鴣喯跛猁}的表現(xiàn)毒性正在誘導(dǎo)生長停滯狀態(tài)，最終阻止細(xì)胞發(fā)生自發(fā)性自殺，“布埃諾說。
      

      值得注意的是，作者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)培養(yǎng)基的pH值較高時，霍亂弧菌完全能夠與硝酸鹽厭氧生長，并有效地與其他細(xì)菌如腸道共生菌競爭。鑒于霍亂弧菌在人體腸道中定殖，這是一種厭氧環(huán)境，這些結(jié)果可能在感染期間特別相關(guān)。
      

      作者觀察到這些發(fā)現(xiàn)并不排除霍亂弧菌。用鼠傷寒沙門氏菌，腸出血性大腸桿菌(EHEC)和檸檬酸桿菌(Citrobacter rodentium)獲得了類似的結(jié)果。
      

      “似乎不同的腸道病原體具有相同的pH依賴性機制來控制硝酸鹽缺氧環(huán)境中的種群擴張和存活。因此，我們的工作可能會激發(fā)控制胃腸道感染和爆發(fā)的新策略的發(fā)展。但是，這些影響發(fā)現(xiàn)可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出感染的背景。因此，重要的是要研究硝酸鹽還原菌是否可以從自由環(huán)境中的代謝轉(zhuǎn)換或與其他宿主相關(guān)聯(lián)中受益，“Felipe Cava總結(jié)道。
      
			

			
        
      
			
      
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