細胞，像我們許多人一樣，用清潔產(chǎn)品來抵御細菌。
研究人員發(fā)現(xiàn)，一種遍布身體大部分區(qū)域的分子可以清除入侵的細菌，就像清潔劑攻擊油性污漬一樣。
霍華德休斯醫(yī)學研究所研究員約翰麥克米金及其同事于 2021 年 7 月 15 日在《科學》雜志上報告說，這種殺手清潔劑是一種稱為 APOL3 的蛋白質(zhì)，通過溶解細菌膜來阻止感染。他的團隊在食物中毒細菌沙門氏菌上測試了這種蛋白質(zhì)和其他類似的微生物。
這項工作為人類細胞如何抵御感染提供了新的見解，這一過程被稱為細胞自主免疫。雖然科學家們知道細胞可以攻擊細菌膜，但這項研究揭示了第一個具有類似洗滌劑作用的保護性細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的例子。
麥克米金希望這一發(fā)現(xiàn)有朝一日能幫助開發(fā)新的感染治療方法。耶魯大學免疫學家 MacMicking 說：“在這種情況下，人類以蛋白質(zhì)的形式制造自己的抗生素，就像洗滌劑一樣。” “我們可以從中吸取教訓。”
突破障礙
當談到保護人體時，免疫系統(tǒng)的特化細胞就像一群細胞保鏢。但是，動員這些細胞的相同警報信號也可以激活普通公民。例如，一種稱為干擾素 γ 的信號會促進構成我們組織和器官的非免疫細胞中的蛋白質(zhì)生產(chǎn)。但科學家們對這些蛋白質(zhì)如何幫助細胞對抗病原體知之甚少。
研究人員用沙門氏菌菌株感染了其中一些非免疫細胞，沙門氏菌會侵入細胞的水狀內(nèi)部。沙門氏菌屬于一類由兩層膜包圍的細菌。外層細菌膜就像盔甲一樣，保護內(nèi)層細菌膜免受抗生素等威脅。
研究小組發(fā)現(xiàn)，干擾素伽馬警報信號可以阻止沙門氏菌接管人體細胞，但研究人員不知道是哪種蛋白質(zhì)來拯救。MacMicking 的團隊篩選了 19,000 多個人類細胞基因，尋找可能編碼保護性蛋白質(zhì)的基因。這項工作使研究人員發(fā)現(xiàn)了 APOL3，它從第二個分子 GBP1 和可能其他分子那里得到幫助。使用高分辨率顯微鏡和其他技術，該團隊拼湊出機制：GBP1 破壞細菌的外膜，讓 APOL3 穿過，從而破壞內(nèi)膜——這是殺死細菌的“致命一擊”，MacMicking 說。
就像洗衣粉一樣，APOL3 的部分會被水吸引，部分會被油脂吸引。這些成分不是去除織物上的污垢，而是去除細菌內(nèi)膜的大塊，它由稱為脂質(zhì)的油脂分子組成。
MacMicking 說，這個過程必須是高度選擇性的，因為 APOL3 需要避免攻擊人體細胞本身的細胞膜。研究小組發(fā)現(xiàn)，APOL3 避開了細胞膜的主要成分膽固醇，而是針對細菌喜歡的獨特脂質(zhì)。
標簽： 人體細胞
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