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關(guān)注大腸桿菌致病菌 Nature發(fā)文提出新機(jī)制

日期:2011-06-03 08:10:51

近期德國等歐洲地區(qū)出現(xiàn)的急性大腸桿菌致病菌引起的疫情倍受關(guān)注,這一事件也將致病性大腸桿菌推到了風(fēng)尖浪口,科學(xué)家們也希望能更多深入了解這種病菌,獲得更好的治療方法。來自英國倫敦大學(xué),約克大學(xué)等處的研究人員通過分析一種致病性大腸桿菌的晶體結(jié)構(gòu),分析了大腸桿菌的菌毛結(jié)構(gòu),從中獲得了對(duì)付此類大腸桿菌致病菌的方法。這一研究成果公布在昨天出版的Nature雜志上。

許多種細(xì)菌都能產(chǎn)生所謂的纖毛(菌毛)纖維,比如引起尿道感染的大腸桿菌(Escherichia coli)和引起黑死病的耶爾森氏菌屬(Yersinia pestis)等。纖毛纖維是細(xì)胞聯(lián)鎖的“積木”筑成的城堡,它們堆疊在一起,使每一“積木”的尾巴都可以恰好鑲嵌到下面積木的凹槽中。之前的研究發(fā)現(xiàn)兩種普通類型的蛋白:陪伴分子和引導(dǎo)分子不知通過什么方式控制著纖維纖維的組裝。陪伴分子可以幫助其它蛋白折疊成正確的形狀,防止蛋白之間進(jìn)行相互作用引起問題。而引導(dǎo)分子,正如它們的名字所示,能夠確保陪伴分子將蛋白帶到正確的地點(diǎn)。但在這種纖毛中,蛋白是如何激發(fā)運(yùn)輸?shù)模两襁€并不是很清楚。

在這篇文章中,研究人員通過分析尿道感染的大腸桿菌中usher (FimD)的高分辨率晶體結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)與一個(gè)轉(zhuǎn)位基質(zhì)(FimH adhesin)結(jié)合——Chaperone-usher (CU) “菌毛”是由一個(gè)陪伴分子和一個(gè)被稱為“usher”的外膜引導(dǎo)分子在外膜上組裝成的。研究人員從中發(fā)現(xiàn)了一種原始蛋白運(yùn)輸因子的激發(fā)機(jī)制,這將有助于研制針對(duì)1型菌毛形成,和潛在抑制膀胱炎的藥物。

而另外一種致病性大腸桿菌,即近期的腸出血性大腸桿菌,在深圳華大基因研究院、德國漢堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院、中國疾病預(yù)防與控制中心和軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所的研究人員的努力之下,揭示德國疫情是由一種新型具有超級(jí)毒性的大腸桿菌引起的,該新型菌株攜帶多種耐抗生素的特異基因,致使其難以治療。

研究人員初步組裝結(jié)果預(yù)測(cè)的菌株基因組大小為5.2Mb。通過對(duì)序列的分析發(fā)現(xiàn)該菌株屬于血清型O104,但O104型大腸桿菌以前未見引起人類感染大規(guī)模爆發(fā)的報(bào)道。通過進(jìn)一步比對(duì)分析發(fā)現(xiàn)該菌株與2002年從中非艾滋病患者腹瀉標(biāo)本中分離的腸侵襲性大腸桿菌55989菌株的同源性超過93%。根據(jù)對(duì)基因序列的分析結(jié)果顯示,導(dǎo)致疫情爆發(fā)的菌株通過基因水平轉(zhuǎn)移獲得了腸出血性大腸桿菌的毒力基因和毒力相關(guān)質(zhì)粒,可能與該菌株強(qiáng)毒性和重癥感染有關(guān)。


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