Sci Signal：首次揭示金黃色葡萄球菌耐受高鹽濃度機(jī)制

來源：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2016-08-18 09:29:00【大中小】

在一項(xiàng)新的研究中，來自英國帝國理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)一種新的方法來攻擊金黃色葡萄球菌。他們揭示出這種細(xì)菌如何調(diào)節(jié)它的鹽水平。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2016年8月16日那期Science Signaling期刊上，論文標(biāo)題為“The second messenger c-di-AMP inhibits the osmolyte uptake system OpuC in Staphylococcus aureus”。

金黃色葡萄球菌是食物中毒的一種常見的來源，能夠抵抗用于食品制備和儲(chǔ)存的高溫和高鹽濃度。研究人員希望利用這種知識(shí)開發(fā)出一種通過確保食物中的所有細(xì)胞被殺死從而阻斷食物中毒的處理方法。他們也正在研究這些發(fā)現(xiàn)是否能夠有助于為病人開發(fā)出除抗生素之外的一種療法。

金黃色葡萄球菌

在每4人當(dāng)中，就有一人的皮膚上或鼻子中存在著金黃色葡萄球菌。然而，如果這些細(xì)菌侵入人體，它們能夠?qū)е聡?yán)重性的疾病、血液中毒和甚至死亡。這種細(xì)菌的一種“超級(jí)細(xì)菌”形式，耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA），已對(duì)抗生素甲氧西林產(chǎn)生耐藥性。金黃色葡萄球菌也能夠?qū)е率澄镏卸荆?jīng)常是通過污染的肉制品（如火腿）以及三明治、沙拉和乳制品導(dǎo)致的。

在這項(xiàng)新的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)金黃色葡萄球菌如何調(diào)節(jié)它的鹽攝入。破壞這種機(jī)制意味著這種細(xì)菌要么從它們的環(huán)境中攝入太多的鹽，要么丟失太多的水分，無論是哪一種都會(huì)導(dǎo)致它們脫水和死亡。

論文通信作者、帝國理工學(xué)院醫(yī)學(xué)系科學(xué)家Angelika Gründling教授說，“金黃色葡萄球菌是一種重要的致病菌，在病人體內(nèi)導(dǎo)致很多嚴(yán)重性感染。根據(jù)這項(xiàng)研究，我們?nèi)缃窀玫乩斫膺@種細(xì)菌如何應(yīng)付鹽脅迫。盡管這項(xiàng)研究仍然處于初期階段，但是我們希望這種知識(shí)將有朝一日幫助我們阻止食源性葡萄球菌感染，以及為開發(fā)除抗生素之外的一種療法提供新的可能。”

在這項(xiàng)新的研究中，研究人員在實(shí)驗(yàn)室中研究了MRSA細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一種被稱作環(huán)狀di-AMP（c-di-AMP）的信號(hào)分子在這種細(xì)菌調(diào)節(jié)它們的鹽水平中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。

金黃色葡萄球菌非常耐受高鹽濃度，盡管在此之前，科學(xué)家們并不知道其中的原因。在當(dāng)前的這項(xiàng)研究中，研究人員揭示出當(dāng)這種信號(hào)分子檢測到這種細(xì)菌位于高鹽環(huán)境中時(shí)，它附著到幾種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白上，從而指示它們作出反應(yīng)和保護(hù)這種細(xì)菌。

高鹽濃度會(huì)讓細(xì)胞失去水分，這就是為何我們?cè)诔韵淌澄锖蟾械娇诳省?/div>

因此為了阻止水分丟失，這些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白將一種像微型海綿那樣發(fā)揮作用的分子運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞中。這種分子吸收水分，將它封鎖在細(xì)胞中，阻止它逃逸。通過阻止水分丟失，這些微型海綿分子也阻止鹽進(jìn)入細(xì)胞中。

研究人員能夠破壞這種鹽機(jī)制，并且發(fā)現(xiàn)通過增加信號(hào)分子c-di-AMP結(jié)合到這些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白上，這些微型海綿分子數(shù)量顯著下降。抑制這種鹽保護(hù)機(jī)制使得MRSA細(xì)胞對(duì)鹽更加敏感，從而最終能夠?qū)е逻@些細(xì)菌細(xì)胞遭受破壞。

來自其他研究小組的實(shí)驗(yàn)已揭示出一種類似的機(jī)制也存在李斯特菌中，其中李斯特菌也是食物中毒的一種常見來源。

如今，研究人員正在研究這種機(jī)制，以便希望揭示這種信號(hào)分子調(diào)節(jié)這些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的精確機(jī)制。他們也正在研究哪些其他類型的微型海綿分子參與這個(gè)過程。

原文來源

The second messenger c-di-AMP inhibits the osmolyte uptake system OpuC in Staphylococcus aureus