許多教科書將細(xì)菌描述為簡(jiǎn)單無序的分子簇。現(xiàn)在，利用先進(jìn)的技術(shù)以前所未有的細(xì)節(jié)探索細(xì)菌的內(nèi)部運(yùn)作，加州大學(xué)圣地亞哥分校的生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌實(shí)際上與以前已知的復(fù)雜人類細(xì)胞有更多的共同點(diǎn)。
6月13日，他們?cè)诩又荽髮W(xué)圣地亞哥分校的研究小組發(fā)表了他們的工作。在喬波格里亞諾教授和伊麗莎白維拉助理教授的實(shí)驗(yàn)室工作的研究人員提供了第一個(gè)在細(xì)菌細(xì)胞中的貨物運(yùn)輸過程，這與我們自己的細(xì)胞相似。
該論文的相應(yīng)作者之一維拉說：“并不是說細(xì)菌很無聊，而是我們以前沒有很好的能力去仔細(xì)研究它們。“有了新技術(shù)，我們可以開始了解細(xì)菌驚人的內(nèi)在生命，以及它們所有非常復(fù)雜的組織原理。”
這項(xiàng)研究的第一作者、加州大學(xué)圣地亞哥分校生物科學(xué)系的Vorrapon Chaikeeratisak和他的同事分析了巨大的假單胞菌噬菌體(也稱為噬菌體，用于描述感染細(xì)菌細(xì)胞的病毒)。來自Pogliano和Villa實(shí)驗(yàn)室的早期見解發(fā)現(xiàn)，噬菌體將其感染細(xì)胞轉(zhuǎn)化為哺乳動(dòng)物細(xì)胞，其中心位于核狀結(jié)構(gòu)中，該結(jié)構(gòu)由復(fù)制的噬菌體DNA周圍的蛋白質(zhì)外殼形成。在這項(xiàng)新的研究中，研究人員記錄了一個(gè)前所未見的過程，該過程將稱為衣殼的病毒成分運(yùn)輸?shù)街醒腩惡私Y(jié)構(gòu)的脫氧核糖核酸中。當(dāng)衣殼從宿主膜上的組裝位點(diǎn)移除時(shí)，它被運(yùn)輸?shù)接杉?xì)絲組成的傳輸帶路徑，并最終到達(dá)它們的最終噬菌體脫氧核糖核酸目的地。
分子生物學(xué)教授Pogliano說：“他們沿著跑步機(jī)騎到蛋白質(zhì)外殼中DNA的位置，這對(duì)噬菌體的生命周期非常重要?！耙郧皼]有人見過這個(gè)細(xì)胞中的貨物沿著細(xì)菌細(xì)胞中的細(xì)絲移動(dòng)。”
“這種巨大的噬菌體在細(xì)菌中復(fù)制的方式令人著迷，”柴基拉蒂薩克說?！瓣P(guān)于它用來接管細(xì)菌宿主細(xì)胞的機(jī)制，仍有許多問題需要討論。”
新發(fā)現(xiàn)的門是延時(shí)熒光顯微鏡的研究組合，它提供了細(xì)胞內(nèi)運(yùn)動(dòng)的廣闊視角，類似于谷歌地球地圖的道路視角，并提供了一個(gè)可以與冰凍電子斷層掃描相協(xié)調(diào)放大“街道層面”的視圖，使科學(xué)家能夠分析每輛車及其人員的組成。
Vera說，每種技術(shù)的觀點(diǎn)都有助于提供關(guān)鍵答案，但也帶來了關(guān)于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸和分布機(jī)制的新問題。Kanika Khanna是這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生成員。他們接受過培訓(xùn)，可以使用這兩種技術(shù)獲得每種技術(shù)的數(shù)據(jù)和見解。
“放大和縮小可以讓我們觀察到一個(gè)獨(dú)特的例子，那就是細(xì)菌細(xì)胞中的物質(zhì)不會(huì)隨意擴(kuò)散，”卡納說?！斑@些噬菌體已經(jīng)開發(fā)出一種復(fù)雜而有針對(duì)性的運(yùn)輸機(jī)制，利用細(xì)絲在宿主體內(nèi)復(fù)制，這是我們無法看到的?！?
噬菌體感染和攻擊多種類型的細(xì)菌，眾所周知，它自然生活在土壤、海水和人類中。Pogliano認(rèn)為，這一新發(fā)現(xiàn)對(duì)于更多地了解噬菌體的進(jìn)化和發(fā)展非常重要，噬菌體已經(jīng)成為近年來備受關(guān)注的話題。
“像噬菌體這樣的病毒已經(jīng)被研究了100年，但由于有可能將其用于噬菌體治療，它們現(xiàn)在受到了新的關(guān)注，”Pogliano說。新論文中研究的噬菌體類型是新的療法，有一天可以用來治療各種感染。
去年，加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院?jiǎn)?dòng)了創(chuàng)新噬菌體應(yīng)用和治療中心(IPATH)，該中心旨在開發(fā)新的傳染病治療方法，因?yàn)閷?duì)傳統(tǒng)抗生素的廣泛耐藥性持續(xù)增長(zhǎng)。
維拉說：“如果我們了解噬菌體在細(xì)菌內(nèi)部是如何工作的，以及它們是做什么的，最終目標(biāo)是你可以開始為特定的抗感染感染設(shè)計(jì)定制的噬菌體。
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