Science：科學家探明致病菌實施快速感染策略的新機制

2016年7月4日 訊 /生物谷BIOON/ --近日，刊登在國際雜誌Science上的一篇研究報告中，來自瑞典于默奧大學（Umea University）等結構的研究人員通過研究首次發現，細菌可以擴大疾病基因來快速引發感染。20多年前，本文的研究者們首次發現人類致病性耶爾森菌的感染策略，這種細菌會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。

此後，研究者們在其它細菌中也相繼發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感染的常見機制；如今科學家又發現了細菌感染和形成「毒性注射器結構」的必要蛋白產生之間的關聯。

文章中，研究者分析了假結核耶爾森菌的毒力策略，該細菌可以引發急性腹瀉、嘔吐以及胃痛，細菌感染所需的基因位於細菌細胞核外部的環狀染色體中，即毒力質粒上。研究人員利用人類細胞進行感染性試驗，隨後再用動物模型證實研究結果，結果表明，單個拷貝的毒性質粒並不足以誘發細菌感染，當細菌同宿主細胞接觸時，其會誘發一種拷貝模式來增加毒性質粒的數量。

研究者Helen Wang表示，耶爾森菌如今已經發展出了一種聰明的策略，為了攜帶較多的質粒，細菌往往需要更多能量，而且這會影響細菌的代謝和生長，但細菌可以以單一拷貝的質粒為作為模板快速擴增，從而達到引發感染的水平，很多毒力質粒可以幫助細菌構建三型分泌系統，從而提高細菌感染宿主細胞的能力。

研究者發現，質粒編碼基因數量的增加對於成功實施感染非常重要，本文研究中研究者就發現，質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，這對於後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。（生物谷Bioon.com）

本文系生物谷原創編譯整理，歡迎轉載！點擊獲取授權。更多資訊請下載生物谷APP.

doi:10.1126/science.aaf7501

PMC:

PMID:

Increased plasmid copy number is essential for Yersinia T3SS function and virulence

H. Wang1,2, K. Avican1,2, A. Fahlgren1, S. F. Erttmann1,2, A. M. Nuss3, P. Dersch3, M. Fallman1,2, T. Edgren1,*,?, H. Wolf-Watz1,2,*,

Pathogenic bacteria have evolved numerous virulence mechanisms that are essential for establishing infections. The enterobacteria Yersinia uses a Type III Secretion System (T3SS), encoded by a 70-kb, low-copy, IncFII-class virulence plasmid. Here, we report a novel virulence strategy in Y. pseudotuberculosis in which this pathogen up-regulates the plasmid copy-number during infection. We show that increased dose of plasmid-encoded genes is indispensable for virulence and substantially elevates the expression and function of the T3SS. Remarkably, we found direct, tight coupling between plasmid replication and T3SS function. This regulatory pathway provides a framework for further exploration of the environmental sensing mechanisms of pathogenic bacteria.

請您繼續閱讀更多來自 生物谷 的精彩文章:

TAG:生物谷 |

※Cell：科學家發現能有效抵禦耐藥性細菌感染的新型抗生素—pseudouridimycin
※Cell：突破性成果！科學家發現能有效抵禦耐藥性細菌感染的新型抗生素—pseudouridimycin
※Science：科學家成功實現從土壤中尋求治療耐藥性細菌感染的良方
※Science：揭示哺乳動物抵抗真菌肺部感染機制
※慢性腎臟病伴HCV感染患者：Sofosbuvir的安全與療效探究
※呼吸道合胞病毒感染Respiratory Syncytial Virus
※Brain Connect：科學家發現HIV感染或影響機體大腦的連接性及認知表現
※Nat Rev Microbiol：細胞外囊泡對病毒感染的影響
※Science signaling：IRE1α通過促凋亡抵抗促進病毒感染
※PLOS Pathogens：上海生科院發現病原菌泛素化宿主蛋白並促進感染的分子機制
※吳富根＆陳戰Sci.China Mater.最新綜述：基於水凝膠的光療，對抗癌症和細菌感染
※Science新聞：醫院不是感染的源頭，自身攜帶細菌更危險
※Nutrition Care澳洲養胃粉，調理腸胃健康，緩解細菌感染
※npj Vacc:新型DNA運輸策略或能有效抵禦一系列流感病毒的感染
※F-Secure：盜版Windows用戶最易感染WannaCry勒索軟體
※Science子刊：免疫細胞「嘔吐」，阻止病原菌感染
※Science：美學者揭示先前接觸過黃病毒會增強寨卡感染的作用
※CIA Angelfire：專門感染Windows的惡意軟體框架
※Mac用戶注意了！WannaCry病毒太猖狂 Mac也有被感染風險