《Nature》科學(xué)家揭開了一種致命霍亂病菌背后的神秘面紗
摘要：一種致命的霍亂菌株，它的持久性讓科學(xué)家們感到困惑。
1961年在印度尼西亞出現(xiàn)的一種致命的霍亂菌株至今仍在廣泛傳播，每年奪去世界各地數(shù)千人的生命，使數(shù)百萬人患病。而且，它的持久性讓科學(xué)家們感到困惑。最后，在今天發(fā)表在《Nature》雜志上的一項研究中，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員發(fā)現(xiàn)了這種危險的菌株是如何在幾十年里持續(xù)存在的。
導(dǎo)致第七次全球霍亂大流行的霍亂弧菌(V. cholae)菌株長期以來的一個謎團(tuán)是，這一譜系如何設(shè)法戰(zhàn)勝其他致病變體。UT的研究小組發(fā)現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的一個獨特的怪癖，它可以保護(hù)細(xì)菌免受細(xì)菌進(jìn)化的關(guān)鍵驅(qū)動因素的影響。UT分子生物科學(xué)博士后研究員，論文通訊作者Jack Bravo說說：“這種免疫系統(tǒng)的組成部分是這種菌株所獨有的，它可能使它比其他霍亂弧菌譜系具有非凡的優(yōu)勢。它還使其能夠抵御寄生的移動遺傳元素，這可能在該菌株的生態(tài)和進(jìn)化中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，并最終促成了這種大流行譜系的長壽。”
圖1 DdmDE細(xì)菌防御系統(tǒng)對質(zhì)粒的靶向和破壞
霍亂和其他細(xì)菌，像所有生物一樣，隨著時間的推移經(jīng)過一系列突變和適應(yīng)而進(jìn)化，允許在不斷變化的環(huán)境中出現(xiàn)新的發(fā)展，例如抗生素耐藥性。微生物進(jìn)化的一些驅(qū)動因素是更小的DNA結(jié)構(gòu)，稱為質(zhì)粒，它在細(xì)菌內(nèi)部感染、存在和復(fù)制，從而改變細(xì)菌的DNA。質(zhì)粒也會消耗能量，導(dǎo)致對細(xì)菌不利的突變。
通過實驗室分析和低溫電子顯微鏡成像的結(jié)合，研究小組確定了這些細(xì)菌具有一種獨特的兩部分防御系統(tǒng)，該系統(tǒng)基本上可以破壞質(zhì)粒，從而保護(hù)和保存細(xì)菌菌株。
世界衛(wèi)生組織估計，每年有130萬至400萬人感染霍亂，每年有2.1萬至14.3萬人死亡。這種細(xì)菌通常通過受污染的水和食物或接觸感染者的液體傳播。嚴(yán)重的病例表現(xiàn)為腹瀉、嘔吐和肌肉痙攣，可能導(dǎo)致脫水，有時是致命的。疫情大多發(fā)生在衛(wèi)生設(shè)施和飲用水基礎(chǔ)設(shè)施差的地區(qū)。雖然目前有一種對抗霍亂的疫苗，但對嚴(yán)重癥狀的保護(hù)作用僅在三個月后就會下降。研究人員說，由于需要新的干預(yù)措施，他們的研究為制藥商提供了一條潛在的新途徑。
圖2 本研究用到的未切割的原始凝膠
“這種獨特的防御系統(tǒng)可能成為治療或預(yù)防的目標(biāo)，”德克薩斯大學(xué)分子生物科學(xué)副教授、該論文的作者之一David Taylor說。“如果我們能消除這種防御，它就會變得脆弱，或者如果我們能讓它自己的免疫系統(tǒng)重新針對細(xì)菌，這將是消滅它的有效方法。”
本文概述的防御系統(tǒng)由兩部分組成，這兩部分相互作用。一種蛋白質(zhì)以驚人的準(zhǔn)確性靶向質(zhì)粒的DNA，一種互補(bǔ)酶將質(zhì)粒的DNA撕碎，解開沿相反方向移動的DNA螺旋。
研究人員指出，這個系統(tǒng)也類似于一些CRISPR級聯(lián)復(fù)合物，它們也基于細(xì)菌免疫系統(tǒng)。CRISPR的發(fā)現(xiàn)最終徹底改變了基因編輯技術(shù)，帶來了巨大的生物醫(yī)學(xué)突破。
德克薩斯大學(xué)的Delisa A. Ramos, Rodrigo Fregoso Ocampo和Caiden Ingram也是該論文的作者。該研究由美國國立衛(wèi)生研究院的國家普通醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所(NIGMS)和韋爾奇基金會研究資助。
參考資料
[1] Plasmid targeting and destruction by the DdmDE bacterial defence system
 |
 |
 |
| 官網(wǎng)：www.baichuan365.com | 微信服務(wù)號：iseebio | 微博：seebiobiotech |
 |
 |
 |
| 商城：mall.seebio.cn | 微信訂閱號：seebiotech | 泉養(yǎng)堂：www.canmedo.com |
相關(guān)資訊
- Nat Commun：突破！科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種能控制機(jī)體衰老的新型分子通路！
- BioAssay System的試劑盒可用于診斷目的嗎？
- 科學(xué)家以蜈蚣毒素作為探針揭示疼痛疾病機(jī)理
- Grace Syloid(R)【FP多功能介孔硅膠】在藥用輔料中的應(yīng)用
- Nature子刊：血管周圍細(xì)胞誘發(fā)阿爾茨海默病相關(guān)的微膠質(zhì)功能障礙
- 牛津科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：通便也能通記憶，這種藥物或可打造“最強(qiáng)大腦”
- 西寶生物喜迎2018年
- 【每周優(yōu)選】神經(jīng)退行性疾病研究—小膠質(zhì)/巨噬細(xì)胞特異性蛋白抗Iba1抗體
- 震驚！JAMA研究發(fā)現(xiàn)攜帶冠狀病毒的飛沫可以飛行8米遠(yuǎn)！
- 糖的分析方法
新進(jìn)產(chǎn)品
同類文章排行
- 《Nature》科學(xué)家揭開了一種致命霍亂病菌背后的神秘面紗
- Cell子刊新研究揭示了線粒體蛋白在心臟再生中的關(guān)鍵作用
- Cell揭示一種前所未見的機(jī)制：乙型肝炎的致命弱點
- 一種革命性的方法：PET塑料升級回收的突破性創(chuàng)新
- 轉(zhuǎn)錄因子PBX1在調(diào)控間質(zhì)細(xì)胞分化和精子發(fā)生中的關(guān)鍵作用
- Nature發(fā)現(xiàn)一種完全不同的作用機(jī)制：直接作用于白血病細(xì)胞，阻止它們的生長
- Nature子刊：表觀基因組分析揭示漸凍癥的風(fēng)險因素
- Nature Medicine：重新認(rèn)識APOE4和阿爾茨海默病
- PNAS：大腸桿菌如何造成尿路感染
- 淋巴細(xì)胞招募免疫系統(tǒng)來對抗最具侵略性的乳腺癌
資訊文章
您的瀏覽歷史
