Science：揭秘细菌的“嗅觉机制”有哪些用处？

药明康德/报道

最近，莫斯科物理技术学院（MIPT）的科学家与德国於利希研究中心（Research Centre Jülich）和欧洲同步辐射实验室（ESRF）的同事们合作，提出了一种 通用的细菌“嗅觉”的发生机制。 这是通过首次成功解析大肠杆菌NarQ蛋白质的结构而实现的，该跨膜蛋白属于广泛存在于各生物门类中的传感因子组氨酸激酶家族，是双组分调节系统的一部分，用于向细菌传递外部环境的信息。

这一结果发表于《科学》杂志上，将有助于我们了解细菌之间如何相互沟通，并在物体表面或人体内形成生物膜的机制。此外，能够影响细菌“嗅觉”机制的药物 或可作为抗生素的替代品 。它们不会杀死细菌，而只是向细菌发出信号，使其对人体无害。在这种情况下， 理论上不存在抗药性产生的基础 。同时，由于双组分调节系统是细菌特有的机制，因此该类药物不会对人体产生副作用。

▲ 细菌的 双组分调节系统 （图片来源：《PNAS》）

双组分调节系统是细菌感知外部环境最常见的机制。这样的系统由两种蛋白质组成：一是细胞膜上或附近的激酶，负责从细胞外部接收信号并将其传输到细胞内；二是细胞内的响应调节蛋白，能够接受来自前述激酶的信号并触发后续的细胞内反应。然而，对于这一重要系统中的跨膜信号传递机制，人们至今尚不明确。