細菌孢子是地球上最具抵抗性的有機體,而且其攜帶有額外的蛋白質外層,這是先前的研究所沒有發現的。該研究結果發布在最新一期的Current Biology雜志上,這項發現有助于深入理解肉毒桿菌,破傷風桿菌和炭疽桿菌等細菌的生存方式。
這項研究是由紐約大學基因組和系統生物學研究中心,洛約拉大學醫學中心和普林斯頓大學分子生物學系的科學家共同完成的。
科研人員以非致病性細菌Bacillus subtilis的孢子作為研究對象,Bacillus subtilis是土壤中一種常見的細菌。盡管它是非致病性的,但Bacillus subtilis存在很多與含有孢子的病原體相同的結構特征。他們對組成孢子保護層的蛋白進行檢測,先前的研究主要關注孢子保護層的組成成分,其大約由70種不同的蛋白組成,但幾乎沒有研究關注這些蛋白在形成孢子保護層過程中的互作機制。
為了研究蛋白之間的互作,研究人員檢測了正常孢子和突變孢子外層的形成。在突變的孢子中,他們對所選擇的外層蛋白進行基因移除處理,這就使得研究人員能夠了解,對于孢子的外衣來說,哪些蛋白是必需的,而哪些蛋白又是無關的。
為了在活體細胞中觀察蛋白質的行為,研究人員將編碼孢子外衣蛋白的基因綁定到標記物上,標記物是一種綠色熒光蛋白。這一步驟能夠檢測到蛋白形成孢子保護外衣的過程。通過熒光顯微鏡實驗和高分辨率成像分析技術的結合使用,研究人員建立了一個孢子外層的圖譜。實驗結果表明在孢子外層上存在著新的外層結構。使用電子顯微鏡,研究人員能夠證實這個新外層的存在。
研究人員將這個孢子的最新外層命名為"孢子殼"spore crust,但還沒有完全確認,這個外層是所有孢子結構細菌的共同特征,比如肉毒桿菌,破傷風桿菌,炭疽桿菌等。
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