Nature：發現一種阻止細菌生長新毒素，有望抵抗超級細菌
在一項新的研究中，來自美國麻省理工學院和加拿大麥克馬斯特大學的研究人員發現一種新的殺菌毒素：Tas1，它有望抵抗超級細菌傳染病。細菌將這種抑制生長的毒素注入到作為競爭對手的細菌中以獲得競爭優勢。相關研究結果近期發表在Nature期刊上，論文標題為“An interbacterial toxin inhibits target cell growth by synthesizing (p)ppapp”。論文通訊作者為麥克馬斯特大學生物化學與生物醫學系助理教授John Whitney博士和麻省理工學院生物學教授Mike Laub博士。
圖片來自Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1735-9。
Whitney和他在麥克馬斯特大學傳染病研究所的博士生Shehryar Ahmad在發現一種新的毒素后一直在研究細菌如何分泌抗菌分子。這種毒素是一種科學家們從未發現過的抗菌酶。
在確定了這種毒素的分子結構之后，Whitney和Ahmad意識到，它類似于合成一種眾所周知的稱為（p）ppGpp的細菌信號分子的酶。這種信號分子在正常情形下有助于細菌在應激條件下（比如接觸抗生素）生存。
Ahmad說：“這種毒素的三維結構起初令人困惑，這是因為沒有已知的毒素看起來像制造（p）ppGpp的酶，而（p）ppGpp本身不是一種毒素。”
Whitney及其團隊猜測這種毒素可能通過過量產生有害數量的（p）ppGpp來殺死細菌，并且將他們的發現告訴了Laub。
在Laub實驗室專門研究（p）ppGpp信號轉導的博士后研究員Boyuan Wang研究了這種新發現的酶的活性。他很快意識到，這種酶并不產生（p）ppGpp，而是產生了一個被人們理解卻不多的相關分子，即（p）ppApp。不知以什么方式，（p）ppapp的產生對細菌有害。
這些研究人員確定這種具有酶活性的毒素快速產生的（p）ppapp消耗了細胞中稱為ATP的分子。ATP通常被稱為“細胞的能量貨幣”，因此當ATP的供應被耗盡時，至關重要的細胞過程就會受到破壞，細菌就會死亡。
Whitney說：“我發現，進化從本質上改變了一種通常有助于細菌在抗生素治療中存活下來的酶的用途，而是將它用作一種抗菌武器，這絕對令人著迷。”
麥克馬斯特大學病理學與分子醫學教授Charu Kaushic說，“這是一個重要發現，對開發抗生素替代品具有潛在的意義，這是對抗抗菌素耐藥性的一個全球優先事項。令人振奮的是，看到像Whitney博士這樣的加拿大年輕研究人員正在蓬勃發展并成為這一領域的領軍人物。”
1.Shehryar Ahmad et al. An interbacterial toxin inhibits target cell growth by synthesizing (p)ppApp. Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1735-9.
2.Researchers discover new toxin that impedes bacterial growth
https://phys.org/news/2019-11-toxin-impedes-bacterial-growth.html
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