细菌如何导入DNA的新见解

时间：2021-11-13 12:58:04来源：

PilQ复合体的结构：左边的第二个模型显示了13种不同颜色的促胰液素亚基。右边的第二个模型显示了复合体的内部。在右侧的模型中，一个子单元突出显示（红色）。膜外冠（灰色条）是一种未知的蛋白质，负责通过促胰液素摄取DNA。E. D’Imprima

细菌是最完善的生存主义者。他们通过从周围环境吸收DNA的能力而对此有所帮助，这使他们能够不断获得新的特征。麦克斯·普朗克生物物理研究所和法兰克福歌德大学的研究人员现在已经对细菌如何进口DNA有了新的见解。

从环境中吸收外来遗传物质是细菌用来确保其生存的常见技巧。例如，细菌可以对否则会杀死它们的物质产生抵抗力。以这种方式，电阻从一个单元传递到另一个单元。细菌细胞如何能够导入与DNA一样复杂的分子一直是一个谜。法兰克福研究小组现在在回答这个问题上取得了突破。

“我们已经获得了对多蛋白质DNA结合机器一部分的初步见解。该机器将DNA穿过外部细胞层，将其分成两条单链并吸收其中一条。” Beate Averhoff解释说。她与分辨率为7埃的低温电子显微镜一起工作，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（称为促胰液素复合物）。

他们发现复合物像枪一样从细胞壁突出，并带有新发现的“皇冠”。遗传研究表明，冠蛋白不是由促胰液素蛋白本身形成的。但是，枪状结构的突变会导致冠崩解，因此细菌细胞不再能够吸收DNA。“在皇冠上，我们可能已经发现了识别和结合DNA的关键开关，”法兰克福马克斯普朗克研究所结构生物学系的Edoardo D'Imprima说。

现在，研究人员希望鉴定出构成冠状结构的蛋白质。“我们的工作正在帮助增进我们对DNA转移的基本理解。但是，当然，我们还希望确定可以抑制DNA转移并阻止例如抗生素耐药性扩散的靶标结构。” D’Imprima说。

出版物：Edoardo D’Imprima等人，“ Thermus thermophilus的双功能促分泌素复合物的Cryo-EM结构”，eLife，2017年； DOI：10.7554 / eLife.30483