三维模型展示细菌低营养环境生存

来自加拿大皇后大学（Queen's University）生物化学系，北京师范大学的研究人员发明了一种三维模型，从而了解到大肠杆菌和沙门氏菌这类的细菌如何能在低营养环境，比如水环境中生存的，这一最新成果也许能用于获得更安全的饮用水，以及更便宜的胰岛素，研究成果公布在Nature杂志在线版上。文章的通讯作者是加拿大皇后大学的贾宗超教授，其2004年受聘为国家教育部长江学者奖励计划讲座教授，任北京师范大学长江学者教授，这篇文章的第一作者是来自北京师范大学的郑济民（Jimin Zheng，音译）博士，下图为两位作者正在操作一种X射线装置。研究人员发现一种称为AceK的蛋白能作为一种开关，帮助某些细菌，例如大肠杆菌，和沙门氏菌绕过能量产生循环，进入生存模式，在低营养环境中生存下来，这项发现有利于减少水中的健康危害（比如大肠杆菌），还可以帮助获得获得更便宜的化学试剂和药物（比如胰岛素），在环保方面也具有积极意义。这项发现独特之处在于机制开启和关闭都发生在同一蛋白的相同位置上，正常而言这两种相对活性应该需要两个不同的“活性位点”。贾教授表示，“从蛋白功能这个层面上来看，这是首次发现的研究成果。” 这项研究也打开了一道门，科学家们能识别出哪些分子可以关闭开关，从而让细菌在水中无法生存，因此我们的饮用水能变得更加干净，避免产生类似Walkerton事件那样的悲剧再次发生（Walkerton是发生在加拿大的水污染事件，死了七人病了两千多人，生物通注）。贾教授说，“虽然其它的生物体在缺乏营养的时候无法生存，但是AceK这一机制却能帮助细菌生成，引起健康问题”。相反，能让支路开关开启的分子对于一些细菌生物技术公司而言却是福音，这些公司生成一些化合物，比如胰岛素。利用这一机制，在发酵过程中，这些公司可以采用少一些的营养，更便宜的醋酸盐。这样能减少大量的成功花费，并且由于产生了更少的二氧化碳，因此更有利于环保。 “虽然目前我们还没有发现制止由于大肠杆菌之类的水污染物引起的疾病的原因，但是我们为大家展示了一种模式：设计能使这些细菌在水中无法生存的分子”，贾教授表示，“这就如同我们已经了解了锁如何工作的，现在我们需要的是设计一把钥匙。”（来源：生物通张迪）