掠食性細菌使用獨特的工具安全逃離獵物細胞

赴美治療服務機構和生元國際了解到，根據一項新的研究，能夠入侵和吞噬有害細菌如大腸桿菌和沙門氏菌的掠食性細菌，使用一種獨特的工具來幫助它們逃離入侵的細胞而不傷害自己。

伯明罕大學和諾丁漢大學的研究人員已經鑑定出一種細菌使用的特殊酶，這種酶可以打破被捕食細菌的細胞壁，在不破壞自己細胞壁的情況下離開。他們的研究結果發表在《自然通訊》上。

這種細菌被稱為Bdellovibrio bacteriovorus，它很重要，因為它們攻擊的細胞類型——革蘭氏陰性細菌——是導致許多感染的原因，而這些感染對現有的抗生素具有耐藥性。這意味著可以利用掠食性細菌來治療這些感染。

準確地發現蛭形弧菌是如何成功地入侵並逃脫它的獵物細胞是這個過程中的重要一步。

他們發現的這種酶似乎是一種眾所周知的酶——溶菌酶——研究中發現的最早的酶之一，這種酶存在於人類的眼淚和唾液中;但是這個有一個轉折，它改變了一些令人驚訝的事情。

伯明罕大學生物科學學院的Andrew Lovering博士解釋道:「Bdellovibrio bacteriovorus以其入侵獵物細菌並在細胞內停留數小時而聞名，有效地將細菌存活下來。」

「在這個過程的最後，捕食者能夠打開獵物並逃跑。因為捕食者和被捕食細胞的細胞壁都是由非常相似的分子組成的，所以我們想知道捕食者是如何能夠切斷被捕食細胞的細胞壁材料並在不損傷自身的情況下離開的。」

研究小組已經知道，部分原因在於捕食者細菌在捕食者細胞壁上清除特定分子的早期行動。這就創造了一個「標記」來識別獵物的牆壁材料與捕食者的不同。

這表明隨後可能是一種被稱為溶菌酶的特殊類型的酶起作用。溶菌酶是一種酶，已知在分解某些細菌的細胞壁中起作用。

這種特殊的溶菌酶已經進化並在掠食性細菌中被改變，以承擔破壞獨特的改良細胞壁的任務，從而使逃逸發生。

準確地確定哪種溶菌酶具有不同的作用是博士生漢娜·薩默斯和克裡斯·哈丁艱苦工作的結果，他們與瑞士國家科學基金會研究員西蒙娜·胡威爾勒博士合作。

檢查蛭弧菌在捕食時使用每一種溶菌酶的時間，在顯微鏡下觀察數小時，觀察獵物的情況——當每一種溶菌酶都消失時，它們會逃跑，這給了我們強烈的預感，這可能是逃跑的重要原因。」

英國諾丁漢大學生命科學學院教授、該研究的共同主要作者Liz Sockett說

「當我們仔細觀察溶菌酶時，很明顯我們走在正確的道路上，」洛夫林博士說。「它看起來像傳統的溶菌酶，但有一個彎曲的活性位點，這意味著它無法識別壁材，除非它被蛭弧菌修飾過並被標記過。」

下一步是確認溶菌酶只對修飾後的細胞壁有活性，該團隊與同樣來自伯明罕大學生物科學學院的派屈克·莫伊尼漢博士一起進行測試來驗證這一點。

這表明它是一種新的溶菌酶，與以往科學研究的溶菌酶具有不同的靶點。

在Sockett教授的實驗室裡，Simona Huwiler博士對捕食細菌進行了一系列的實驗，清楚地展示了在捕食過程中加入這種新的溶菌酶是如何導致捕食者在吃完食物之前就從捕食細胞中掉了出來。因此，新型溶菌酶是其生存的關鍵。

「了解這種新型溶菌酶的機制和作用可以幫助我們直接使用它來對抗病原體，這些病原體修改自己的細胞壁來抵抗唾液和眼淚中的溶菌酶。」這也是能夠利用掠食性細菌本身來治療問題細菌的重要一步，」Sockett教授補充說。