最近，来自印第安纳大学的一项新研究揭示了关键蛋白质在帮助细菌“吸收”环境中的DNA的机制。
利用新的成像方法，科学家们首次看到细菌如何利用鞭毛与环境中的DNA结合。通过揭示该过程涉及的机制，该结果可能有助于加快研究阻止细菌感染的新方法。
这项新研究发表在最近的《 PLOS Genetics》杂志上。
文章作者，助理教授Ankur Dalia说：“细菌鞭毛与DNA结合的能力是细菌进化过程中出现的新特征，也是影响现有抗菌药物活性的主要原因，对这一过程其内在机制的理解可以帮助制定更好的抗菌措施。
“吞噬-整合”来自环境中的遗传物质是细菌在不断进化中形成的特征，细菌通过该过程整合了来自其他微生物的特点，其中包括产生抗生素耐药性的基因。
抗生素的滥用会加快病原菌的进化以产生广泛的耐受性。因此，目前针对阻止耐药性细菌感染的新方法的需求正在不断增长。据估计，到2050年每年将有1000万人死于抗药性细菌感染。
作者称，尽管在显微镜下细菌的鞭毛看起来像是微小的“手臂”，但它们实际上更像是一种能够快速组装，然后不断拆解的装置。鞭毛结构中的每个“片段”实际上是被称为“菌毛蛋白”的蛋白质亚基，而后通过组装形成纤维状结构。
文章第一作者，Jennifer Chlebek博士补充说：“此前研究表明，鞭毛的聚合和解聚过程中牵涉到两个主要的动力蛋白。在这项研究中，我们则发现解聚过程还涉及第三种动力蛋白，并且我们阐明了其工作原理。”
此前研究揭示的控制菌毛活性的两个动力蛋白分别为：构建鞭毛的蛋白PilB和解构鞭毛的PilT。这些蛋白质通过消耗ATP运行。在这项研究中，研究人员表明，关闭PilT的活性并不能完全防止菌毛的解聚。他们发现，即使PilT处于非活动状态，第三个运动蛋白PilU也可以促进菌毛解聚的发生，尽管其速度相比野生型要慢五倍。研究人员还发现，同时关闭两种解聚蛋白的活性会使解聚过程的速度下降50倍。
此外，研究发现，单独关闭PilU也会影响鞭毛解聚的强度。该研究还表明，PilU和PilT不会相互交流，他们彼此独立，以某种方式相互协调以介导鞭毛的回缩。