杀灭致病菌的新途径

导致结核病，麻风病和其他疾病的细菌通过在两种不同类型的新陈代谢之间转换而存活。EPFL科学家现在已经发现，这种开关是由一种机制控制的，这种机制不断适应细菌的生存需求，就像家里的恒温器对温度变化做出反应一样。

分枝杆菌是一类致病细菌，可引起结核病，麻风病和各种感染，危害免疫系统受损的人，例如艾滋病患者。当在人体内时，分枝杆菌通过生化反应的“循环”代谢脂肪来产生能量。在此过程中，循环还产生一种细菌可以带走其他地方使用的分子，从而停止产生能量的循环。EPFL科学家现已发现，分枝杆菌可通过“体积控制” 机制在这两种途径之间切换，从而提高其存活率。发表在Nature Communications上的这些发现可能对开发新疗法至关重要。

所讨论的分子称为异柠檬酸，一旦产生，可以向两个方向发展：继续能量生产循环或被带走以合成细菌的其他部分。但如果异柠檬酸进入生物合成途径，则必须补充，否则能量产生循环将停止。虽然听起来很破坏，但这确实是杀死感染的分枝杆菌的极好目标。

控制哪种途径依赖柠檬酸的关键似乎在于围绕所有这些反应的酶：异柠檬酸脱氢酶使其保持脂肪代谢和能量生产周期; 酶异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶将其转移到细菌的生物合成过程中。

这促使EPFL的John McKinney实验室与苏黎世联邦理工学院的Uwe Sauer实验室合作，研究分枝杆菌如何激活或灭活这些酶的基因。研究人员使用了一种称为“基因缺失”的遗传技术，该技术涉及去除细菌菌株中的特定基因并观察其后果。使用这种方法，他们产生了各种分枝杆菌菌株，而没有编码感兴趣的酶的基因。

结果显示，分枝杆菌通过使用不像简单的开关开关的机制决定在哪里引导异柠檬酸。相反，主要作者Paul Murima(EPFL)将其描述为一个温控器，控制家庭的供暖系统以应对温度波动：“如果温度变得太高，恒温器会冷却房子;如果温度太低，它会加热它同样，控制异柠檬酸如何使用的机制可以响应负反馈，因此可以抑制“噪音”以保持最佳水平。“

该机制具有适当的适应性和灵活性，能够快速响应细菌可以发现的动态环境。有趣的是，该机制也与肠道细菌使用的机制不同。这意味着如果它成为未来治疗的目标，它不应该影响患者的微生物组，越来越多的证据表明它与免疫系统的健康功能密切相关。