蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的生物學(xué)家在兩種細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)了類似魚槍的分子注射系統(tǒng)，并首次描述了它們的結(jié)構(gòu)。這種特殊的納米機(jī)器被微生物用于細(xì)胞之間的相互作用，有朝一日可能成為生物醫(yī)學(xué)中的工具。
許多細(xì)菌都有復(fù)雜的分子注射裝置，用來做一些令人驚奇的事情。例如，一種細(xì)菌通過這種由蛋白質(zhì)組成的納米機(jī)器將某些分子接種到蠕蟲幼蟲中，從而觸發(fā)幼蟲轉(zhuǎn)化為成蟲。其他細(xì)菌使用這種分子武器殺死外來菌株或昆蟲幼蟲，或者它們保護(hù)自己免受清道夫細(xì)胞的侵害。
蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院分子生物學(xué)和生物物理研究所教授 Martin Pilhofer 小組的研究人員專門研究這種分子注射機(jī)，他們剛剛在《自然微生物學(xué)》雜志上描述了兩種新型注射系統(tǒng)：一種由藍(lán)藻制造，也稱為藍(lán)綠藻類，一種來自海洋細(xì)菌 Algoriphagus machipongonensis。
新發(fā)現(xiàn)的所謂收縮注射系統(tǒng) (CIS) 的工作原理與之前描述的設(shè)備完全不同，并且具有一些獨(dú)特的功能。因此，它們還提供了有關(guān)不同注入系統(tǒng)類別之間進(jìn)化差異的信息。
這些 CIS 就像分子注射器一樣工作。當(dāng)納米機(jī)器的外鞘模塊收縮時(shí)，一個(gè)充滿蛋白質(zhì)的內(nèi)部隱藏管被射出。這些蛋白質(zhì)要么注入環(huán)境，要么直接注入靶細(xì)胞。
令人驚訝的錨定在細(xì)胞中
研究人員在藍(lán)藻中發(fā)現(xiàn)的一種新型 CIS 并沒有像預(yù)期的那樣錨定在細(xì)胞膜上或松散地漂浮在細(xì)胞內(nèi)，而是附著在所謂的類囊體膜上，在這些細(xì)菌中進(jìn)行光合作用。
“這對我們來說是最大的驚喜，”藍(lán)藻注射系統(tǒng)研究的主要作者 Gregor Weiss 說。盡管有這種不尋常的定位，但錨定在類囊體膜上的 CIS(稱為 tCIS)實(shí)現(xiàn)了它們的目的。如果藍(lán)藻受到壓力，例如水中的鹽濃度過高或紫外線，外部細(xì)胞層就會(huì)分離。這暴露了面向外的 tCIS，準(zhǔn)備好在與潛在目標(biāo)細(xì)胞接觸時(shí)發(fā)射。
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