洞察细菌细胞分裂可以促进对抗有害细菌的进展

大肠杆菌(E. coli)是生活在我们周围和内部的细菌。大多数大肠杆菌是无害的，但是一些菌株可能导致疾病，甚至在极端情况下甚至是致命的。随着最近全世界大肠杆菌的爆发，人们担心会从这些细菌中感染。对抗这些有害细菌的一个重要组成部分是更好地了解细菌如何分裂和繁殖。在每种细菌中，一种叫做divisome的大蛋白复合物控制着细胞分裂。分裂组装在细胞中间以分裂细胞，然后拆解以回收蛋白质。

冲绳科学技术研究生院(OIST)的一组科学家和斯德哥尔摩大学的合作者首次表明，在每轮分裂后，活大肠杆菌细胞内的这种大蛋白质复合物是如何分解的。他们最近在分子微生物学上发表了他们的研究结果。

“这种蛋白质复合物的组装已经得到了很好的研究，”OIST博士后学者兼第一作者BillSöderström表示。“但是，反汇编过程在很大程度上是未知的，我们希望看到这个过程是随机的还是有更高的顺序。”

为了可视化这种蛋白质复合物中发生的事情，研究人员使得这些分裂蛋白质表达了荧光。然后，他们使用超分辨率显微镜观察复合物中的蛋白质对 - 一种特殊的显微镜技术，可以辨别出比传统光学显微镜更小的东西 - 系统地识别每种蛋白质何时被拆解。研究人员发现，拆卸过​​程是按照先进先出原则，按照与装配过程非常相似的受控顺序进行的。

“这概述了蛋白质拆解的顺序，并且它是可重复的，”OIST结构细胞生物学部门的作者和负责人Ulf Skoglund说。“这对于帮助我们确定事件发生的顺序非常重要。”

这项技术还使研究人员能够初步了解蛋白质在复合物中的组织方式，并通过扩展，了解它们如何通过识别较大复合物中不同蛋白质组的内外环相互作用。环的识别和有序的拆卸过程使研究人员能够确定细菌内的单个蛋白质以及它们何时停止相互作用。综合起来，这些发现是朝着更彻底地了解细菌如何分裂的结构和功能迈出的一步。

“你可以有效地勾勒出更多的步骤，你可以用一些东西影响的组件越多，”Skoglund说。“然后，您可以专注于更重要和功能相关的步骤，并有更多选项与系统进行交互。”

这意味着在抗生素抗性细菌成为真正问题的世界中，这些信息对于创造针对有害细菌的新方法非常有用。通过了解细菌分裂机器的结构和功能，它可以帮助确定在分裂过程中的目标和时间。

你真的可以利用这种蛋白质复合物的知识来确定对抗有害细菌的新方法，”Söderström说。