新研究確定了細(xì)菌中負(fù)責(zé)氣體囊泡聚集的蛋白質(zhì)

氣體囊泡是由某些微生物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)制成的中空結(jié)構(gòu)，萊斯大學(xué)的研究人員認(rèn)為它們可以被編程用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

“在細(xì)胞內(nèi)部，氣體囊泡以美麗的蜂窩狀排列。這種模式是如何形成的還沒有被完全理解。我們**發(fā)現(xiàn)了一種可以調(diào)節(jié)這種模式的蛋白質(zhì)，我們相信這將是分子微生物學(xué)的一個里程碑，”生物工程助理教授、德克薩斯癌癥預(yù)防和研究所的學(xué)者George Lu說。

Lu及其同事在《自然微生物學(xué)》雜志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。論文的**作者是Zongru Li，他是Lu教授合成大分子組裝實驗室生物工程專業(yè)的四年級博士生。

“氣泡是由錐形端帽封閉的圓柱形管，它們在原生宿主的細(xì)胞內(nèi)提供浮力。”

這些囊泡存在于五門細(xì)菌和兩組古生菌(單細(xì)胞生物)中。大多數(shù)細(xì)菌都局限于淡水池塘中常見的浮游微生物。最近的囊泡工程已經(jīng)導(dǎo)致了許多應(yīng)用，包括報告基因成像、聲學(xué)控制和有效載荷傳遞。研究報告的合著者、圣路易斯華盛頓大學(xué)麥凱維工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程助理教授戴一凡(Yifan Dai，音)說，他們被這個問題所吸引，那就是為什么囊泡會以蜂窩狀的形式形成。

在華盛頓大學(xué)同事Alex Holehouse和杜克大學(xué)同事Ashutosh Chilkoti和Lingchong You的幫助下，研究小組發(fā)現(xiàn)這種模式是對空間最有效的利用，而集群形式在其功能中起著一定作用。最值得注意的是，這些蛋白質(zhì)團(tuán)簇是在亞飽和溶液中形成的，這是一種以前發(fā)現(xiàn)的新的生物結(jié)構(gòu)形式，它驅(qū)動了這些囊泡的組織。總之，他們發(fā)現(xiàn)了這種神秘新形式背后的功能。戴教授說:“盧實驗室領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)，一種獨特形式的蛋白質(zhì)簇在亞飽和溶液中專門組裝，驅(qū)動了這種簇行為。”他補充說，這增加了相變?nèi)绾斡绊懠?xì)胞組織和細(xì)胞功能的證據(jù)。

Lu和他的團(tuán)隊利用遺傳、生化和成像方法，正在探索蛋白質(zhì)的納米結(jié)構(gòu)。氣囊穩(wěn)定細(xì)菌胞漿內(nèi)的氣泡-細(xì)胞內(nèi)的液體-并提供氣液界面，可用于超聲或MRI對比。

“在我們的實驗室里，我們正在利用合成生物學(xué)的力量來擴(kuò)大這些蛋白質(zhì)納米結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，通過改造基因和細(xì)胞，我們的目標(biāo)是構(gòu)建在生物技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中表現(xiàn)更有效的氣體囊泡。”

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