细菌装载注射器

沙门氏菌属或耶尔森氏菌属的致病细菌可以使用微型注射装置将有害蛋白质注射到宿主细胞中，这会让感染者感到非常不适。然而，研究人员研究这些所谓的 III 型分泌系统(也称为“注射体”)的注射机制不仅仅是为了控制疾病。

如果注射体的结构和功能得到充分了解，研究人员将能够劫持它，将特定药物输送到细胞中，例如癌细胞中。事实上，注射体的结构已经被阐明。然而，目前尚不清楚细菌如何装载注射器，以便在正确的时间注射正确的蛋白质。

注射体寻找蛋白质的移动成分

由马尔堡马克斯·普朗克陆地微生物研究所的 Andreas Diepold 和波恩大学的 Ulrike Endeelder 领导的科学家小组现在已经能够回答这个问题：注射体梳的移动成分通过细菌细胞寻找蛋白质被注射，即所谓的效应器。当他们遇到效应器时，他们会像穿梭巴士一样将其运送到注射针的门口。

该研究的第一作者、博士后 Stephan Wimmi 解释说：“胞质溶胶中分选平台的蛋白质如何与效应器结合并将货物运送到膜结合注射体的出口门，这与货运码头的过程相当”安德烈亚斯·迪波尔德实验室的研究员。“我们认为这种穿梭机制有助于同时提高注射效率和特异性——毕竟，细菌必须快速注射正确的蛋白质，以避免被免疫系统识别和消除。”

为了深入了解注射体的重要加载机制，研究人员必须应用新技术。“通常用于检测蛋白质相互结合的传统方法无法回答这个问题 - 可能是因为效应器仅结合很短的时间，然后立即注射，”研究组组长 Andreas Diepold 解释道。马克斯普朗克研究所和该研究的共同领导者。“这就是为什么我们必须在活细菌中原位分析这种结合。”

“为了测量这些瞬时相互作用，我们使用了两种适用于活细胞的新颖方法，即邻近标记和单粒子跟踪，”Ulrike Endeelder 补充道，他的团队在三个不同的地点(马尔堡的马克斯·普朗克研究所)进行了这项研究。卡诺基梅隆大学(位于美国宾夕法尼亚州匹兹堡)和波恩大学。邻近标记，其中蛋白质像画笔一样标记其直接邻居，使他们能够表明细菌中的效应器与移动注射体成分结合。使用单粒子追踪更详细地检查了这种结合，这是一种可以追踪细胞中单个蛋白质的高分辨率显微镜方法。这些方法被研究小组称为“原位生物化学”，即现场生化研究，使这一突破成为可能。

研究人员接下来希望利用他们的方法来研究细菌引起感染的其他机制。“我们对细菌在感染过程中如何使用这些系统了解得越多，我们就越能理解如何影响它们——无论是预防感染还是修改系统以便将它们用于医学或生物技术领域。”安德烈亚斯·迪波尔德说。

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