纳米武器的发现助力对抗抗生素耐药性医院超级细菌
研究人员发现了医院中发现的一种细菌如何利用“纳米武器”进行传播,为对抗抗生素耐药性超级细菌提供了新的线索。
由莫纳什大学生物医学发现研究所 (BDI) 牵头的研究发表在《自然通讯》上,调查了常见的医院细菌鲍曼不动杆菌。
鲍曼不动杆菌尤其危险,因为它通常对常见抗生素具有耐药性,使感染难以治疗。因此,世界卫生组织已将其列为最优先的危急细菌,迫切需要新的治疗方法。
共同第一作者、BDI 研究员 Marina Harper 博士解释说,细菌很少单独存在;就像植物和动物一样,不同类型的细菌会争夺空间和资源。“在许多环境中,鲍曼不动杆菌必须参与细菌‘战争’才能在其他物种存在的情况下生存,”Harper 博士说。
“为了战胜周围的细菌,鲍曼不动杆菌(和许多其他细菌)使用一种称为 VI 型分泌系统 (T6SS) 的纳米武器。这是一种微型针状机器,可将毒素直接注入附近的细菌,杀死它们,以便鲍曼不动杆菌能够占据主导地位。”
共同第一作者、BDI 研究员 Brooke Hayes 博士表示,这项研究调查了这种针状机器在鲍曼不动杆菌中是如何工作的。Hayes 博士说:“我们利用先进的显微镜对高度纯化的细菌蛋白进行观察,发现了鲍曼不动杆菌医院菌株中一种关键毒素的分子结构。”
“我们了解到这种名为 Tse15 的毒素是如何附着在针头上,然后被输送到其他细菌体内杀死它们的。我们发现,这种毒素储存在鲍曼不动杆菌内部的保护性笼状结构中,防止其伤害细菌本身。当准备攻击其他细菌时,毒素必须从笼子中释放出来。
“这是通过毒素、笼子外部和 T6SS 针头之间的一系列相互作用实现的。一旦针头将毒素注入竞争对手体内,毒素就会激活并杀死另一种细菌,从而使鲍曼不动杆菌接管该表面。”
资深作者、BDI Boyce 实验室负责人 John Boyce 教授和 BDI 结构微生物学小组负责人 Sheena McGowan 副教授表示,这一发现是抗击抗生素耐药性超级细菌的重要一步。
博伊斯教授说:“这次发现不仅让我们首次了解了毒素 Tse15 的样子,还让我们首次了解了它和类似毒素如何通过这种细菌纳米机器传递的分子水平细节。”
McGowan 副教授补充道:“了解这些毒素的输送方式可能使我们能够设计出新的蛋白质毒素,并将其输送到细菌中。通过了解该系统的工作原理,我们可以探索对抗抗生素耐药性细菌(如鲍曼不动杆菌)的新方法。