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对抗铜绿假单胞菌的新起点

本站发布时间:2024-03-18 16:25:22

铜绿假单胞菌是一种重要的机会性病原体,可导致与高发病率和死亡率相关的危及生命的感染。来自TWINCORE、汉诺威实验和临床感染研究中心以及布伦瑞克亥姆霍兹感染研究中心(HZI)的研究人员现在已经能够证明,一种酶通过修饰tRNA来控制毒力。他们希望他们的发现将为开发新的治疗方法铺平道路

这项研究已发表在《美国国家科学院院刊》上

铜绿假单胞菌感染可以通过人与人之间的接触传播,但也可以在各种环境中发生。这种细菌在潮湿的环境中繁殖,包括自来水、洗碗机、水槽、淋浴或厕所。此外,它可以在土壤和水中找到。“问题是,你无法真正避免铜绿假单胞菌,”苏珊娜·霍姆教授说;uß;ler,TWINCORE分子细菌学研究所和HZI同名部门负责人

Hä说:“此外,细菌可以形成生物膜群落,生物膜群落嵌入自我产生的基质中,保护它们免受免疫细胞和抗生素的侵害。”;uß;ler

这样一来,铜绿假单胞菌自然对大量抗生素不敏感,因此是最有问题的医院细菌之一。与抗生素不同,所谓的病理阻断剂的开发目的不是杀死病原体,而是预防或削弱其致病作用,目前正在全速进行研究

研究表明,一种名为GidA的酶显著参与细菌细胞之间的通讯(群体感应)和铜绿假单胞菌生物膜的形成。GidA是否也可能是铜绿假单胞菌致病性的核心,从而成为未来病理阻断剂的潜在靶点

Hä;uß;ler和她的团队在目前的研究中调查了这个问题。GidA是一种修饰关键tRNA分子的酶。tRNA分子通过其解码遗传密码的能力参与蛋白质生产—可以说,吉达给其中一些人做了最后的润色

这项研究的第一作者之一、HZI科学家Nicolas Oswaldo Gomez博士说:“我们研究了当GidA不能再改变tRNA分子时会发生什么,并探讨了对细菌致病性的影响。”

在他们的研究中,研究人员使用遗传方法产生了一种不再能够产生GidA酶的铜绿假单胞菌菌株。在使用细胞培养和动物模型的各种实验环境中,研究人员比较了转基因细菌与野生型细菌的致病性

“在所有实验中,与野生型相比,致病性显著降低。如果GidA不存在,一些tRNA分子将不再被修饰,这显然意味着对致病性至关重要的蛋白质将不再产生,”Gomez说。“例如,在进一步的研究中,我们能够确定生物膜的结构发生了改变,喹诺酮类抗生素明显比野生型更有效。”

Hä;uß;ler说:“如果tRNA分子不能被GidA修饰,铜绿假单胞菌就会显著失去其有效性,生物膜保护屏障就会变得可渗透。对于开发病理阻断剂的新的潜在靶点来说,这是非常有希望的结果。”。这些修饰的tRNA分子只在某些蛋白质的合成过程中以及在基因的开始或结束时发挥作用

“我们的研究结果清楚地表明,铜绿假单胞菌的致病性受到一个特殊的表观遗传学控制过程的影响,在这个过程中,GidA的功能就像一种压倒一切的开关,”Hä说;uß;ler。“我们可以也应该利用这一点,作为开发针对铜绿假单胞菌和其他高度有问题的细菌病原体的有效病理阻断剂的起点。”

在随后的研究中,研究人员希望寻找参与tRNA分子修饰的其他酶

More information: Jonas Krueger et al, tRNA epitranscriptome determines pathogenicity of the opportunistic pathogen Pseudomonas aeruginosa, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2312874121

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