在土壤细菌中发现的新型抗菌剂

伞状毒素蛋白是这些细菌对其微观竞争对手进行不同攻击的最新例子。它们所生活的拥挤、多样化的细菌群落是抗菌素攻击、反击和防御的混战。

具有讽刺意味的是，许多临床使用的抗生素直接源自细菌在其自然栖息地中相互对抗的分子，或受其启发。链霉菌对抗竞争对手的化学武器是此类分子最丰富的来源之一。其中包括常见的广谱药物链霉素。

这些新检测到的抗菌毒素的不同之处在于，与链霉菌的小分子抗生素不同，伞毒素是由多种蛋白质组成的大型复合物。与小分子抗生素相比，它们对目标细菌的特异性也更高。

《自然》杂志论文的作者推测，这些伞状毒素的特性解释了为什么它们在100多年的链霉菌产生的毒素研究中没有被发现。

编码伞毒素的基因最初是通过生物信息学寻找新的细菌毒素而发现的。在华盛顿大学医学院JosephMougous微生物实验室的赵勤勤领导的生化和基因实验中，科学家们发现这些毒素与大型复合物中的其他蛋白质相关联。

YoungPark在华盛顿大学医学院生物化学教授兼霍华德休斯医学研究所研究员DavidVeesler的实验室对这些蛋白质复合物进行了冷冻电子显微镜观察。

这些研究表明，Qinqin分离出的毒素复合物具有与他们在西雅图发现的惊人外观相符的外观。它们看起来像雨伞。

“这些颗粒的形状非常奇特，在未来的工作中了解它们不寻常的形态如何帮助它们消除目标细菌将会很有趣，”华盛顿大学医学院微生物学教授、霍华德休斯医学研究员Mougous指出。。

然后，科学家们试图通过筛选这些毒素对他们可能针对的每种生物体(从真菌到140种不同的细菌)的影响来确定这些毒素的目标，其中包括从加州大学研究作者DevinColeman实验室的高粱植物中提取的一些细菌。伯克利分校和美国农业部农业研究服务处。。

在这些潜在的对手中，这些毒素专门针对它们自己的同胞：其他链霉菌属物种。

“我们认为这种精致的特异性可能是由于构成伞辐条的蛋白质造成的，这些蛋白质在颗粒之间有所不同。其中包括可能与竞争对手细菌表面发现的特定糖结合的蛋白质，”该研究的作者、Mougous实验室的高级科学家S.BrookPeterson评论道。

通过分析数千个公开的细菌基因组，研究作者、圣路易斯大学的张大鹏和他的研究生谭永军发现，许多其他种类的细菌也具有制造伞状颗粒毒素的基因。有趣的是，这些物种都形成分支丝，这是细菌中一种不寻常的生长模式。

除了关于伞状毒素颗粒的基本生物学的许多剩余问题之外，穆古斯和他的同事还对其潜在的临床应用感兴趣。

他们怀疑引起结核病和白喉病的细菌可能对伞毒素敏感。他们指出，这些细菌已经对传统抗生素产生了抗药性。科学家们认为，伞状毒素颗粒可能值得探索，因为它们具有抑制这些严重致病细菌的潜力。