在一项新的研究中，来自美国麻省理工学院和加拿大麦克马斯特大学的研究人员发现一种新的杀菌毒素：Tas1，它有望抵抗超级细菌传染病。细菌将这种抑制生长的毒素注入到作为竞争对手的细菌中以获得竞争优势。相关研究结果近期发表在Nature期刊上，论文标题为“An interbacterial toxin inhibits target cell growth by synthesizing (p)ppapp”。论文通讯作者为麦克马斯特大学生物化学与生物医学系助理教授John Whitney博士和麻省理工学院生物学教授Mike Laub博士。
 
图片来自Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1735-9。
 
Whitney和他在麦克马斯特大学传染病研究所的博士生Shehryar Ahmad在发现一种新的毒素后一直在研究细菌如何分泌抗菌分子。这种毒素是一种科学家们从未发现过的抗菌酶。
 
在确定了这种毒素的分子结构之后，Whitney和Ahmad意识到，它类似于合成一种众所周知的称为（p）ppGpp的细菌信号分子的酶。这种信号分子在正常情形下有助于细菌在应激条件下（比如接触抗生素）生存。
 
Ahmad说：“这种毒素的三维结构起初令人困惑，这是因为没有已知的毒素看起来像制造（p）ppGpp的酶，而（p）ppGpp本身不是一种毒素。”
 
Whitney及其团队猜测这种毒素可能通过过量产生有害数量的（p）ppGpp来杀死细菌，并且将他们的发现告诉了Laub。
 
在Laub实验室专门研究（p）ppGpp信号转导的博士后研究员Boyuan Wang研究了这种新发现的酶的活性。他很快意识到，这种酶并不产生（p）ppGpp，而是产生了一个被人们理解却不多的相关分子，即（p）ppApp。不知以什么方式，（p）ppapp的产生对细菌有害。
 
这些研究人员确定这种具有酶活性的毒素快速产生的（p）ppapp消耗了细胞中称为ATP的分子。ATP通常被称为“细胞的能量货币”，因此当ATP的供应被耗尽时，至关重要的细胞过程就会受到破坏，细菌就会死亡。
 
Whitney说：“我发现，进化从本质上改变了一种通常有助于细菌在抗生素治疗中存活下来的酶的用途，而是将它用作一种抗菌武器，这绝对令人着迷。”
 
麦克马斯特大学病理学与分子医学教授Charu Kaushic说，“这是一个重要发现，对开发抗生素替代品具有潜在的意义，这是对抗抗菌素耐药性的一个全球优先事项。令人振奋的是，看到像Whitney博士这样的加拿大年轻研究人员正在蓬勃发展并成为这一领域的领军人物。”（生物谷 Bioon.com）
 
参考资料：
 
1.Shehryar Ahmad et al. An interbacterial toxin inhibits target cell growth by synthesizing (p)ppApp. Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1735-9.
 
2.Researchers discover new toxin that impedes bacterial growth
https://phys.org/news/2019-11-toxin-impedes-bacterial-growth.html