近日,刊登在國際雜志Science上的一篇研究報告中,來(lái)自瑞典于默奧大學(xué)(Umea University)等結構的研究人員通過(guò)研究首次發(fā)現,細菌可以擴大疾病基因來(lái)快速引發(fā)感染。20多年前,本文的研究者們首次發(fā)現人類(lèi)致病性耶爾森菌的感染策略,這種細菌會(huì )利用一種細胞壁上的特殊蛋白組裝形成一種“注射器”樣的結構,這種名為三型分泌系統(T3SS)的結構可以將細菌的毒性蛋白轉移到宿主細胞中破壞宿主細胞的代謝。
此后,研究者們在其它細菌中也相繼發(fā)現了這種三型分泌系統,而且三型分泌系統被認為是細菌引發(fā)感染的常見(jiàn)機制;如今科學(xué)家又發(fā)現了細菌感染和形成“毒性注射器結構”的必要蛋白產(chǎn)生之間的關(guān)聯(lián)。
文章中,研究者分析了假結核耶爾森菌的毒力策略,該細菌可以引發(fā)急性腹瀉、嘔吐以及胃痛,細菌感染所需的基因位于細菌細胞核外部的環(huán)狀染色體中,即毒力質(zhì)粒上。研究人員利用人類(lèi)細胞進(jìn)行感染性試驗,隨后再用動(dòng)物模型證實(shí)研究結果,結果表明,單個(gè)拷貝的毒性質(zhì)粒并不足以誘發(fā)細菌感染,當細菌同宿主細胞接觸時(shí),其會(huì )誘發(fā)一種拷貝模式來(lái)增加毒性質(zhì)粒的數量。
研究者Helen Wang表示,耶爾森菌如今已經(jīng)發(fā)展出了一種聰明的策略,為了攜帶較多的質(zhì)粒,細菌往往需要更多能量,而且這會(huì )影響細菌的代謝和生長(cháng),但細菌可以以單一拷貝的質(zhì)粒為作為模板快速擴增,從而達到引發(fā)感染的水平,很多毒力質(zhì)?梢詭椭毦鷺嫿ㄈ头置谙到y,從而提高細菌感染宿主細胞的能力。
研究者發(fā)現,質(zhì)粒編碼基因數量的增加對于成功實(shí)施感染非常重要,本文研究中研究者就發(fā)現,質(zhì)粒編碼基因的基因劑量或許是細菌利用的一種快速調節策略,這對于后期深入理解細菌對抗生素的耐藥性,以及細菌的致病機制提供了新的思路和希望。