掠夺性细菌设计舷窗并在有害细菌中涂上壁画

诺丁汉大学和印第安纳大学的科学家们已经阐明了一种微生物学的神秘面纱，即一种细菌如何侵入另一种细菌并在其中生长而不会立即破坏其他细菌。

诺丁汉的科学家正在研究侵入性捕食性细菌Bdellovibrio bacteriovorus作为杀灭抗生素抗性致病菌的潜在治疗药物。印第安纳州的科学家正在研究细菌细胞结构是由什么构成的以及它们是如何构建的。为此，他们开发并使用了荧光D氨基酸(FDAAs) - 用于细菌细胞壁中发现的天然物质的有色替代品。这与超分辨率显微镜相结合，在今天发表在“自然微生物学”杂志上的一篇新论文中发挥了重要作用。

这些团队联合起来发现入侵的Bdellovibrio细菌在宿主细菌的壁上形成一个微小的增强分子“舷窗”，通过它挤压然后从内部密封起来。这个过程就像在船上切割和焊接舷窗，但是在分子尺度上。

诺丁汉大学的Liz Sockett教授说：“被侵入的细菌比像玛丽皇后2号的船只短1亿倍，入侵的细菌要窄5亿倍。用于焊接的材料不是金属的当然，它们是天然的D-氨基酸。这些是食物和我们身体蛋白质中发现的'L'氨基酸的镜像形式。

“我们发现了第二个过程，其中入侵的细菌有效地'膏化'它们正在入侵的细菌内部，再次使用D氨基酸。这使得细菌内部成为Bdellovibrio生活在内部的更加强化的家。重要的是，之前的一篇论文表明入侵的细菌壁在入侵过程中最初被围起来并且在早期被削弱。

当时的博士生Erkin Kuru在访问印第安纳州时向Liz建议她使用有色的FDAA标记这两种不同的细菌作为掠食者的攻击。添加一种新的颜色，就像入侵一样，随着它的进展，取代了所使用的天然氨基酸，并在掠食如何发挥作用的基础上发出了新的彩色光。

FDAA展示了每个阶段发生的事情，当他们看到捕食性细菌形成一个中心孔被包含D氨基酸的加强环包围的“舷窗”时，给团队一个“尤里卡时刻”。Bdellovibrio挤过这个孔并用更多含D-氨基酸的物质填充它，这样入侵的细菌就不会破裂，它们的所有内部细胞内容都可以被掠食者私下吃掉，而不会泄漏到外面。

随着这种情况的发生，捕食性细菌继续在入侵细菌的壁上添加更多的FDAA，而不仅仅是在舷窗环上。在实验条件下，捕食性细菌“涂上”这种有色的FDAA，就像一个分子尺度的“壁画”，在侵入细菌的壁上加强了入侵细菌的壁，因此它不会在捕食者面前坍塌吃了里面的营养成分。来自诺丁汉的Carey Lambert博士加入了这个项目，并且能够找到一些应用壁画的“工具” - 这些是直到最近才研究过的一组酶。

Sockett教授总结道：“看到这一点在极小的范围内发挥作用并且非常有用是值得注意的。了解更多关于入侵的捕食性细菌所使用的机制可以帮助设计杀死病原体的新方法。现在已经定义了入侵过程它应该有可能收集入侵和消耗致病细菌所需的所有工具，而不会释放大量的致病细胞物质。“