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細胞死亡前细菌中的DNA微动运动停止

在导致短而特殊的肽攻击的瞬间,细菌快乐地生长,它们的DNA以生命为特征的半随机运动在細胞周围微动。

幾秒鍾後,微動停止了。生活陷入停頓。大约1亿个肽-氨基酸的短小片段-蛋白质的基本单位-以LL-37的名称入侵了細胞,在細胞中,它们带有电荷,与驱动細胞的机械紧密结合,固定并固定杀了它。

威斯康星大学麦迪逊分校的化学教授詹姆斯·魏斯沙尔(James Weisshaar)说:“ DNA似乎在几秒钟内就冻结了。”“那是促使我们前进的奇怪事件。”

Weisshaar實驗室的新工作提出了LL-37和類似肽的功能背後未知的機制,該機制已在早期臨床試驗中用于治療對經典抗生素耐藥的感染。更好地了解抗菌肽如何發揮作用,可以幫助研究人員將其開發爲治療藥物。

Weisshaar和他的研究生Yanyan Zhu和Soni Mohapatra使用先进的显微镜技術,已经证明了LL-37的阻止能力,LL-37是一种由人体免疫系统制成的抗菌肽,可以抵抗病原体。LL-37属于一类古老的肽,与大多数其他抗生素(以细菌难以抵抗的一种方式)对抗细菌的方式不同。但是,很难确定LL-37行动背后的机制及其亲属。

Weisshaar的小组在1月的《美国国家科学院院刊》上写道,一旦LL-37进入细菌細胞,它就会迅速破坏DNA和蛋白质起作用所需的运动自由度。研究人员推测,LL-37的大正电荷有助于其与細胞内绝大多数带负电荷的分子结合,从而使损伤永久化。

大多数抗生素是小分子化学物质,它们通过干扰单个蛋白质而起作用,从而破坏病原体的新陈代谢。但是LL-37和相关的抗菌剂有所不同。它们由氨基酸制成,比其他抗生素大得多。先前的研究表明,它们部分地通过在細胞膜上打孔来攻击整个細胞的完整性,从而有效地清除病原体。

最近,Weishaar的团队正在使用诺贝尔奖获得者超分辨显微镜技術来研究LL-37对細胞的作用,该技術可以追踪細胞中的单个分子。他们注意到,这种蛋白质不仅导致細胞内含物泄漏,而且还阻止了分子在細胞内正常忙碌的运动。

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