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细菌如何导入DNA的新洞察
发布日期:2018-05-14

PilQ复合物的结构:左边的第二个模型说明了不同颜色的13种促胰液素亚基。右边的第二个模型显示了该建筑群的内部部分。在右侧的模型中,突出显示了一个子单元(红色)。膜外的冠(灰色条)是负责通过促胰液素摄取DNA的未知蛋白质。 E. D'Imprima

细菌是完美的生存主义者。他们有助于吸收周围环境中的DNA,使他们不断获得新的特征。法兰克福大学马克斯普朗克生物物理研究所和歌德大学的研究人员现在对细菌如何导入DNA产生了新的见解。

从环境中摄取外来遗传物质是细菌用来确保其生存的常用技巧。例如,细菌可能会对那些会杀死它们的物质产生抗性。这样,电阻就会从电池传递到电池。细菌细胞如何能够输入像DNA那样复杂的分子一直是一个谜。法兰克福研究团队现在在回答这个问题方面取得了突破。

“我们已经获得了对多蛋白质DNA结合机器部分的首次见解。该机器通过外层细胞层拉动DNA,将其分离成两条单链并同化其中的一条,“Beate Averhoff解释说。她使用分辨率为7埃的冷冻电子显微镜,与WernerKühlbrandt和Gerhard Hummer领导的研究小组合作,阐明了该机器的三维结构,称为胰泌素复合物。

他们发现复合体像枪一样从细胞壁突出,并带有一个新发现的“皇冠”。遗传研究表明,冠不是由促胰液素蛋白本身形成的。然而,枪状结构中的突变导致冠分解,使得细菌细胞不再能够吸收DNA。 “在皇冠上,我们可能已经发现了DNA识别和结合的关键转换,”法兰克福马克斯普朗克研究所结构生物学系的Edoardo D'Imprima说。

研究人员现在想要确定组成冠的蛋白质。 “我们的工作正在帮助提高我们对DNA转移的基本理解。但是,当然,我们也想确定能够抑制DNA转移的靶标结构,并且例如阻止抗生素抗性的扩散,“D'Imprima说。

出版物:Edoardo D'Imprima等人,“Thermus thermophilus双功能促胰液素复合物的低温 - 电磁结构”,eLife,2017; DOI:10.7554 / eLife.30483

来源:马克斯普朗克研究所