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研究发现金黄色葡萄球菌生物膜形成过程中的新调控基因

2005-11-17 09:10 Alejandro Toledo Ara 未知 阅读 0
核心摘要: 研究人员鉴定出两个在金黄色葡萄球菌生物膜形成过程中起调控作用的新基因。通过分析Bap蛋白和Esp蛋白的结构相似性,发现esp基因与粪肠球菌生物膜形成相关。进一步研究揭示Pnp(多核苷酸磷酸化酶)作为正向调节因子,调控细胞外聚多糖的积累。此外,环境信号如培养基成分可抑制临床菌株的生物膜形成。这些发现为抗生物膜感染提供了新靶点。

细菌生物膜(Biofilm,BF)是指附着于有生命或无生命物体表面,被细菌胞外大分子包裹的有组织的细菌群体。BF中水分含量可高达97%,除水和细菌外,还含有细菌分泌的大分子多聚物、吸附的营养物质和代谢产物及细菌裂解产物等。生物膜的形成与多种感染性疾病密切相关,尤其是与医疗植入物相关的感染。

最近,生物学家Alejandro Toledo Arana鉴定出两个在金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)生物膜形成过程中充当调节因子的新基因。金黄色葡萄球菌是一种常见的病原菌,常与医疗移植后的感染有关。

该研究从Bap蛋白(Biofilm associated protein)入手。Bap是一种与某些细菌中其他功能未知的表面蛋白(如粪肠球菌的Esp、恶臭假单胞菌的mus20和伤寒杆菌的sty2875)具有相似结构域的蛋白质。考虑到Bap和Esp之间的结构相似性,研究人员分析了esp基因的存在与粪肠球菌生物膜形成之间的可能关系,结果表明esp基因的存在与生物膜形成相关。随后,研究人员将研究范围扩大至一种引起耳炎的金黄色葡萄球菌菌株。

为了鉴定与该菌株生物膜形成相关的基因,研究人员采用了两种策略。第一种策略是通过筛选无法形成生物膜的突变体,鉴定出关键基因和正向调节因子。结果发现一种名为Pnp(Polynucleotide phosphorylase)的正向调节因子,它调节与生物膜形成相关的关键细胞外聚多糖(exopolysaccharide)的积累。第二种策略是通过控制培养基成分,研究环境信号如何影响生物膜形成过程。出乎意料的是,大多数临床金黄色葡萄球菌菌株在合成培养基中无法形成生物膜,提示该过程可能在此类培养基中被抑制。

这些发现为理解细菌生物膜形成的分子机制提供了新见解,并为开发抗生物膜感染的策略提供了潜在靶点。

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