噬菌體宿主相互作用比大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室研究表明的更復(fù)雜
多年來(lái),科學(xué)家們一直在試驗(yàn)噬菌體 - 感染細(xì)菌的病毒 - 以了解它們?nèi)绾胃淖兯拗鳌S捎诖祟?lèi)研究難以在野外完成,因此大多數(shù)研究都集中在為實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)量身定制的病毒和宿主細(xì)胞上?,F(xiàn)在,一組科學(xué)家離開(kāi)了這些“最佳”實(shí)驗(yàn)室合適的病毒,以研究細(xì)菌和噬菌體在自然界中相互作用時(shí)的分子反應(yīng),其中噬菌體并不總能遇到完美的宿主。
噬菌體研究已經(jīng)幫助將DNA鑒定為遺傳物質(zhì),并描述了微生物中基因表達(dá)的性質(zhì),但相互作用的研究主要局限于以最佳感染條件為特征的實(shí)驗(yàn)室研究。拓寬對(duì)噬菌體如何有效感染宿主的理解,可以幫助科學(xué)家開(kāi)發(fā)更好的生態(tài)系統(tǒng)模型,設(shè)計(jì)更可持續(xù)的生物技術(shù),改善人類(lèi)健康。
在以前的研究基礎(chǔ)上,來(lái)自俄亥俄州立大學(xué),太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和環(huán)境分子科學(xué)實(shí)驗(yàn)室EMSL的科學(xué)家研究了大量關(guān)于蛋白質(zhì)和與它們相關(guān)的信使RNA分子的數(shù)據(jù),以研究?jī)煞N不同噬菌體如何有效感染類(lèi)似的細(xì)菌。細(xì)菌菌株在環(huán)境中很常見(jiàn),它們的近親屬存在于土壤,水和人體中。它們會(huì)影響?zhàn)B分周轉(zhuǎn),健康和疾病。通過(guò)使用Orbitrap質(zhì)譜儀和EMSL(DOE科學(xué)辦公室用戶設(shè)施)的下一代測(cè)序儀進(jìn)行定期測(cè)量,該團(tuán)隊(duì)能夠捕獲所有內(nèi)部病毒和細(xì)菌變化。首次,該工作確定了這種相互作用中的多重感染效率 - 從細(xì)胞表面較差的吸附到宿主的細(xì)胞間反應(yīng),抑制噬菌體接管宿主,表達(dá)其基因或制造其蛋白質(zhì)的能力。這些效率低下表明噬菌體自然界中的宿主相互作用比傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室研究表明的更復(fù)雜。結(jié)果將有助于科學(xué)家更好地了解,預(yù)測(cè)和增強(qiáng)對(duì)工業(yè),農(nóng)業(yè)和人類(lèi)健康至關(guān)重要的微生物群落的功能。
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