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霍乱细菌的三合一工具包适用于海洋生物

细菌是地球上最丰富的生命形式。海洋非常丰富,有小颗粒和碎片,有些是惰性的,有些是高营养的。但研究人员想知道细菌如何区分这些表面,它们如何在流动的水中保持它们,以及它们如何相互识别以便它们可以一起工作。

霍乱弧菌霍乱弧菌感染小肠,导致腹泻和严重脱水。它生活在咸水中,如海洋,海洋和河口,附着在甲壳类动物的壳上。这些外骨骼由称为几丁质的含糖聚合物组成,为霍乱细菌提供丰富的食物来源 - 使其在环境中生长和存活。

为了做到这一切,霍乱弧菌使用的附属物“有点像擒抱钩”,首席研究员大卫亚当斯说。“我们的想法是,细菌可以扔掉这些长绳子,钩住某些东西,并将它卷回来。”

这些生产线实际上是高度通用的纳米机器的产品,被称为IV型菌毛,被许多细菌物种用于运动,感应表面和粘附它们,甚至从相邻细菌中吸收DNA。因此,IV型菌毛被认为对环境生存和发病机制至关重要,不仅是霍乱弧菌,而且是广泛的细菌。

在过去十年左右的时间里,Melanie Blokesch小组确定,霍乱弧菌只有在几丁质表面上生长时才能产生这些DNA吸收菌毛,并表明它们对于DNA吸收至关重要。但它们如何发挥作用以及它们可能做的其他事情仍然有些难以捉摸,因此是当前发表在“自然微生物学”上的研究的焦点。

为了直接观察活霍乱弧菌中的DNA摄取菌毛,研究人员使用了一种称为半胱氨酸标记的技术。他们能够确定,正如预测的那样,菌毛是高度动态的,延伸和收缩以吸收DNA。

“这是一个重要的里程碑,”实验室负责人Melanie Blokesch说。“尽管我们前段时间已经确定这些结构存在,但看到它们实时移动是非常特殊的。”

然而,最大的见解是,当研究人员破坏了驱动牵引回缩的马达时,揭示出这些绳索也可以相互自我相互作用,并且这样做,允许细胞粘在一起。奇怪的是,不同的霍乱弧菌菌株产生略微不同的PilA亚基变体,它们形成菌毛的主要构建块。值得注意的是,这创建了一组高度特异性的交互,可以用作应变之间的标识符,确保只有像对的一样。

最后,当研​​究人员观察到霍乱弧菌在更加真实的条件下在几丁质表面上生长时,他们发现这些DNA吸收菌毛自然形成了自交互菌毛的密集网络。这些菌毛与甲壳质表面紧密结合并且在水流动期间细菌需要保持附着。因此,DNA摄取菌毛是用于几丁质表面定植和亲属识别的多功能工具包,这项工作的结果将有助于促进我们对霍乱细菌如何在自然环境中存活的理解。另一方面,这种知识对于更好地了解霍乱流行地区向人类的传播非常重要。

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