凝集素帮助社交阿米巴建立自己的微生物组

人不是携带微生物群的唯一生物，即生活在体内和体内的有益细菌。社会变形虫是一种土壤栖息有机体，也带有自己的微生物组，贝勒医学院的研究人员发现，称为凝集素的糖结合蛋白对于变形虫和细菌共同生长至关重要。该研究发表在“科学”杂志上。

“单细胞变形虫生活在土壤中，贪婪地食用细菌。随着这种食物来源减少，变形虫变得紧张并通过聚在一起做出反应，先形成一个slu a，然后形成一个由一个孢子球组成的子实体，平衡在死茎上， “贝勒的生物化学和分子生物学教授Adam Kuspa博士说。

多年来人们都知道，一些(但不是全部)社会变形虫的多细胞slu and和子实体阶段携带细菌。广泛的研究还表明，变形虫可以将这些细菌用作食物来源并防御其他生物。一些细菌产生抗菌分子，社会变形虫可以用作对抗其他生物的化学武器。

2016年，Kuspa和他的同事们发现了阿米巴虫的段塞阶段的另一个有趣的特征。

“寻求攻击社会变形虫多细胞段的细菌面临着一种有效的防御机制。由DNA网组成的变形虫铸造的陷阱上堆满了抗菌颗粒。细菌粘在网上并死在网上。这种防御策略类似于看到的哺乳动物免疫细胞称为中性粒细胞，也可以捕获和摧毁细菌，“Kuspa说道，他还拥有Salih J. Wakil，Ph.D。在Verna和Marrs McLean生物化学和分子生物学系担任主席。

这一发现引起了贝勒研究人员的兴趣。一些变形虫如何设法维持自己的微生物组，同时保持一种应该杀死细菌的先天防御机制?是什么阻止变形虫杀死所有细菌?

凝集素是关键

研究人员知道变形虫分泌的分子可以杀死细胞外的细菌。为了研究蛋白质变形虫的释放，Kuspa和他的同事们从他们的实验室菌株阿米巴中取出了没有微生物组 - “非载体”菌株 - 携带微生物组的野生菌株 - “载体”菌株 - 并分别用细菌培养它们。然后，他们收集培养基，细胞生长的液体，并分析细胞留下的蛋白质。

当负责该项目的实验室主任克里斯托弗·丁(Christopher Dinh)做了这个实验时，他发现载体和非载体菌株释放的蛋白质模式之间存在重大差异。最显着的差异在于两种蛋白质，特别是称为盘状蛋白，其由载体菌株产生约100倍。

“Discoidins是一种凝集素，它是一种非常着名的蛋白质结合蛋白质，如细菌表面的糖类，”Kuspa说。

产生盘状蛋白的变形虫具有微生物组，而不产生盘状蛋白的变形虫没有微生物组。在实验室中涂抹具有盘状蛋白的细菌也可以防止细菌被变形虫杀死。

“我们还发现，像大豆这样的植物中的其他凝集素可以保护细菌不被变形虫杀死并调节微生物组的建立，”库斯帕说。“此外，凝集素似乎不仅作为细菌的'Kevlar背心'，而且作为一种类似于共生的现象的介质 - 两种或多种生物紧密结合在一起的关系;变形虫内的凝集素包被的细菌仍然存在比没有涂层的细菌活得更久，并且可以将遗传物质转移到变形虫中。“

将所有结果汇集在一起​​，研究人员提出，他们的研究结果指出了一种新的，独立的方式，即变形虫处理细菌，这种细菌与众所周知的摄取细菌的途径根本不同，然后在吞噬溶酶体中消化它们。

“我们表明，盘旋蛋白改变变形虫对细菌的处理，使活细菌在变形虫内持续存在，这种现象我们称为凝集素诱导的改良细菌内化，或LIMBI，”Kuspa说。“通过LIMBI，细菌有机会将遗传物质转移到实验室细胞培养物中的变形虫中。”

此外，凝集素还可以保护细菌免受实验室组织培养中的哺乳动物细胞的杀伤。

“我们的计划是继续在老鼠身上进行这些实验，看看凝集素是否也可以改变活体动物的微生物组，”Kuspa说。“研究表明，凝集素可以将细菌标记为破坏细菌，但这是第一篇显示相反情况的论文。”