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新型单细胞生物毒素-抗毒素系统

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据宾夕法尼亚州立工程学院生物技术化学工程教授Thomas Wood说:细菌总是饥饿的。如果你给一种细菌所有它想要的食物,它将在大约两天内获得地球的质量。 

根据Wood的说法,为了在饥饿时期存活下来,细菌必须减缓它们的活动,或者“去睡觉”。毒素-抗毒素(TA)系统,这是细菌染色体中的一个小基因元件,允许细菌要么使用抗毒素加速生长,要么使用毒素减缓生长速度,以便在食物丰富或缺乏的时期繁衍生息。 

Wood和他的同事详细介绍了他们发现的一个TA系统,他们把这个系统命名为HEPN/MNT系统。

“你一天吃三餐,你肚子里的细菌如果没有毒素来减缓新陈代谢和节省资源,它们就会在每餐之间的饥饿时期耗尽能量并死亡。” 在HEPN/MNT系统中,MNT抗毒素“咬住”HEPN毒素,使其失活并阻断。更具体地说,三磷酸腺苷(ATP)转移到毒素蛋白的活性部位附近,抑制毒素。 

Wood说:“细菌细胞杀死毒素最简单的方法就是拥抱并抓住它。我们发现在这个特殊的系统中,抗毒素起到了灭活毒素的作用。” 据Wood说,HEPN/MNT系统是在原核生物或细菌等单细胞生物中发现的最丰富的系统。 

Wood的最新发现是他帮助发现并命名的第三种TA系统。早在2008年,Wood发现了一种新型的抗毒素,它能氧化毒素硫,于是他用他的绰号Tom给这个系统命名为“TomB”。 

2012年,Wood又凭借一个名为GhoST的TA系统发表了文章,这是第一个已知的TA系统,其中抗毒素作为一种酶发挥作用。在这个系统中,抗毒素GhoS消耗遗传物质或mRNA,从细菌细胞中清除毒素GhoT。否则,毒素GhoT会在细胞膜上打一个洞,让细胞进入睡眠状态,让细胞看起来像ghost一样。 

Wood说:“所有的抗毒素都能灭活毒素,防止它们减缓细胞生长。不同之处在于每种抗毒素如何与毒素互动。” TA系统对于保存健康的细菌和对抗病毒都很重要。 

他说:“我们对细菌有爱恨之情,但我们需要细菌,尤其是在我们的消化系统。” Wood曾在1996年发现TA系统在病毒攻击时减缓细菌的生长,以防止病毒杀死细胞。 

“TA系统阻止病毒向上百个邻居传播并控制细菌种群,”他说。“如果细菌处于休眠状态,病毒就无法杀死它。”

---摘自 生物通----仅供参考阅读

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