研究人員發(fā)現(xiàn)了什么肺炎球菌會讓你生病

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種在細菌通訊和感染中起關(guān)鍵作用的分子。他們的研究結(jié)果為肺炎球菌的分子詞典添加了一個新詞，并可能導(dǎo)致操縱細菌和預(yù)防感染的新方法。來自生物科學(xué)副教授Luisa Hiller的研究結(jié)果發(fā)表在10月11日的PLOS病原體雜志上。

世界各地的生物以自己獨特的方式進行交流：人類使用文字，蜜蜂跳舞，螢火蟲發(fā)光。解碼社區(qū)的共同語言提供了理解和影響社區(qū)行為的能力。如果細菌也有自己的語言怎么辦?如果我們理解了這種語法，我們可以簡單地讓細菌停止讓我們生病嗎?

這些問題是希勒研究的核心。她的實驗室正在調(diào)查“細菌語言學(xué)”，試圖找出細菌用于交流的“詞匯”。他們希望匯編一本字典，為研究人員提供操縱致命病原體所需的詞匯。

希勒實驗室正在揭示細菌通訊如何導(dǎo)致疾病和抗生素耐藥性，重點是細菌肺炎球菌。

肺炎球菌經(jīng)常在兒童和老年人中殖民。它可以棲息在喉嚨后部而不會引起任何癥狀，但當它擴散到喉嚨以外的組織時，它可能導(dǎo)致輕度至嚴重的疾病。肺炎球菌是上呼吸道疾病的主要原因，并且是肺炎和小兒耳部感染的常見原因。在全球范圍內(nèi)，每年造成超過一百萬人死亡。

肺炎球菌在稱為生物膜的社區(qū)中形成并繁殖。社區(qū)提供了一個細胞溝通，合作和戰(zhàn)斗的環(huán)境。生物膜還可以保護細菌免受抗菌干擾，并可作為抗生素抗性的滋生地。

在生物膜中，肺炎球菌分泌許多似乎用于通信的分子，使細胞遷移，繁殖和適應(yīng)。盡管它們在疾病傳播中具有潛在的作用，但關(guān)于這些分子詞的許多內(nèi)容仍然是一個謎。

“如果我們知道細菌詞的含義，也許我們可以將它們從系統(tǒng)中移除或操縱它們，這樣肺炎球菌就不會致病，”希勒說。

在PLOS病原體研究中，生物科學(xué)研究生Surya Aggarwal確定了一種以前未被描述的肺炎球菌分子 - 一個新詞¬-他命名為BriC。他和他在Hiller實驗室的同事們發(fā)現(xiàn)，BriC在生物膜發(fā)育過程中起著關(guān)鍵作用，通過向細菌發(fā)出信號，在能力過程中產(chǎn)生更多的生物膜，這種代謝狀態(tài)可以實現(xiàn)多種細胞功能，包括DNA交換。BriC是研究人員了解能力細胞如何與其他細胞相互作用以將自身組織成生物膜的第一條線索。

該研究的作者還發(fā)現(xiàn)，在疾病的背景下，BriC似乎使肺炎球菌感染更加健壯。

“在生物膜內(nèi)生長的細胞對抗生素治療非常頑固”，Aggarwal說。“鑒于這種聯(lián)系，BriC具有更大的意義。它可能成為使細菌對抗生素治療更敏感的目標。”

最后，研究人員還發(fā)現(xiàn)，細菌也可能會對其詞語進行語義更改。他們確定一些至關(guān)重要的臨床菌株進化出一種修飾，以產(chǎn)生超出能力的BriC。他們還生產(chǎn)了更多的BriC，并且更頻繁地生產(chǎn)，這增強了生物膜。研究人員目前正在研究這種變異對兒童疾病的發(fā)展意味著什么。

“我們正處于字典的最開頭，”希勒說。“我們將繼續(xù)深入研究BriC的意義，以及相關(guān)的細菌詞，作為操縱細菌語言和控制疾病的手段。”

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