洞察細菌細胞分裂可以促進對抗有害細菌的進展
大腸桿菌(E. coli)是生活在我們周圍和內(nèi)部的細菌。大多數(shù)大腸桿菌是無害的,但是一些菌株可能導致疾病,甚至在極端情況下甚至是致命的。隨著最近全世界大腸桿菌的爆發(fā),人們擔心會從這些細菌中感染。對抗這些有害細菌的一個重要組成部分是更好地了解細菌如何分裂和繁殖。在每種細菌中,一種叫做divisome的大蛋白復合物控制著細胞分裂。分裂組裝在細胞中間以分裂細胞,然后拆解以回收蛋白質(zhì)。
沖繩科學技術(shù)研究生院(OIST)的一組科學家和斯德哥爾摩大學的合作者首次表明,在每輪分裂后,活大腸桿菌細胞內(nèi)的這種大蛋白質(zhì)復合物是如何分解的。他們最近在分子微生物學上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。
“這種蛋白質(zhì)復合物的組裝已經(jīng)得到了很好的研究,”OIST博士后學者兼第一作者BillSöderström表示。“但是,反匯編過程在很大程度上是未知的,我們希望看到這個過程是隨機的還是有更高的順序。”
為了可視化這種蛋白質(zhì)復合物中發(fā)生的事情,研究人員使得這些分裂蛋白質(zhì)表達了熒光。然后,他們使用超分辨率顯微鏡觀察復合物中的蛋白質(zhì)對 - 一種特殊的顯微鏡技術(shù),可以辨別出比傳統(tǒng)光學顯微鏡更小的東西 - 系統(tǒng)地識別每種蛋白質(zhì)何時被拆解。研究人員發(fā)現(xiàn),拆卸過??程是按照先進先出原則,按照與裝配過程非常相似的受控順序進行的。
“這概述了蛋白質(zhì)拆解的順序,并且它是可重復的,”OIST結(jié)構(gòu)細胞生物學部門的作者和負責人Ulf Skoglund說。“這對于幫助我們確定事件發(fā)生的順序非常重要。”
這項技術(shù)還使研究人員能夠初步了解蛋白質(zhì)在復合物中的組織方式,并通過擴展,了解它們?nèi)绾瓮ㄟ^識別較大復合物中不同蛋白質(zhì)組的內(nèi)外環(huán)相互作用。環(huán)的識別和有序的拆卸過程使研究人員能夠確定細菌內(nèi)的單個蛋白質(zhì)以及它們何時停止相互作用。綜合起來,這些發(fā)現(xiàn)是朝著更徹底地了解細菌如何分裂的結(jié)構(gòu)和功能邁出的一步。
“你可以有效地勾勒出更多的步驟,你可以用一些東西影響的組件越多,”Skoglund說。“然后,您可以專注于更重要和功能相關(guān)的步驟,并有更多選項與系統(tǒng)進行交互。”
這意味著在抗生素抗性細菌成為真正問題的世界中,這些信息對于創(chuàng)造針對有害細菌的新方法非常有用。通過了解細菌分裂機器的結(jié)構(gòu)和功能,它可以幫助確定在分裂過程中的目標和時間。
你真的可以利用這種蛋白質(zhì)復合物的知識來確定對抗有害細菌的新方法,”Söderström說。
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