亞利桑那大學的一份研究顯示,當人們使用智能手機瀏覽社交媒體時,手機上的細菌數量甚至超過馬桶座墊,像臉書一樣,這些細菌有自己的社交網絡形式,使得這些單細胞生物可以相互吸引或排斥。 

這個發現來自美國能源部科學家的新研究,科學家確定了一組高度特殊的蛋白質分子結構。這些蛋白質被大腸桿菌菌株用來傳達信息和保護它們的領地。 

這項工作會導致新的生物醫學對治療像肺炎和食源性疾病的傳染病的策略。這項最新的研究是由能源部下屬的阿崗國家實驗室、加利福尼亞大學聖巴巴拉分校和加州大學爾灣分校的一組科學家發現的。 

阿崗國家實驗室、結構生物中心的傑出科學家Andrzej Joachimiak和10位合作者將他們的發現刊登在2017年9月29日的《核酸研究》期刊上。

2005年,加利福尼亞大學聖巴巴拉分校的研究人員發現,細菌可以產生有毒蛋白質,它們通過直接接觸將其轉移給周圍的細菌,殺死或控制它們,這樣可能獲得更好的營養物質。這種機制只在高密度的微生物群落中發揮作用,是一種通過接觸來抑製生長(contact-dependent growth inhibition或CDI)的機制。 

Joachimiak說﹕「我們基本上是在學習細菌如何相互作用和交流。我們對正在努力解決的問題有想法,因為毒素可能有不同的活動。他們可能對不同的細菌造成不同的影響。」 

Joachimiak同時也任芝加哥大學計算研究所高級研究員。他說﹕「這些系統不僅在土壤和腸道細菌中存在,而且在人類病原體中也有發現。 CDI系統的一些毒素存在於例如與肺病有關的銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)中。」 

大腸桿菌NC101菌株系統由三部份組成,阿崗實驗室的小組獲得了其蛋白質的分子結構。三部份包括CDI毒素,免疫蛋白及其延伸因子。後者被稱為EF-Tu,是一種在蛋白質合成中起關鍵作用的蛋白質。了解這三個部份的蛋白質結構有助於科學家了解其功能。 

免疫蛋白的發現使得科學家們懷疑該系統的目的不僅包括競爭,還包括信號傳遞,細菌細胞之間相互溝通的過程,以及殺死和控制其它細菌。

阿崗的蛋白質結晶學家、文章主要共同作者Karolina Michalska說﹕「實際上只有幾個毒素分子進入鄰近的細胞。很難估計細胞損傷的實際程度。這就是為甚麼我們認為它不是要殺死,而是要控制和溝通。」 只有在極其特殊的情況下,毒素才能作用於轉移核糖核酸(簡稱tRNA)。◇