محققان پیگیری چگونه باکتری در پاکسازی فلزات سمی

ایتاکا, n. y. - باکتری ها حیله گری توانایی زنده ماندن در محیط غیر دوستانه.

برای مثال از طریق یک سری پیچیده از فعل و انفعالات آنها می تواند شناسایی و سپس ایجاد مقاومت به مواد شیمیایی سمی و فلزات مانند نقره و مس است. باکتری تکیه بر یک شبیه ساز برای دفاع در برابر آنتی بیوتیک ها.

در E. coli باکتری درونی غشاء سنسور پروتئین فحش بسیج از یک خوشه فرم پس از سنجش یون مس در محیط زیست است. فحش استخدام رونویسی تنظیم کننده پروتئین CusR و سپس شکسته شدن ATP به phosphorylate CusR که سپس به فعال کردن ژن به کمک سلول دفاع در برابر سمی یون مس.

کرنل محققان ترکیب ژنتیکی مهندسی تک مولکول ردیابی و پروتئین quantitation به یک نگاه دقیق تر در این مکانیزم و درک نحوه عملکرد آن است. این دانش می تواند منجر به توسعه بیشتر موثر ضد باکتری درمان است.

این تیم را در مقاله "فلز ناشی از سنسور بسیج در میل برای فعال کردن تنظیم برای سم زدایی فلزات در باکتری زندگی می کنند," published مارس 28 در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم.

"ما واقعا علاقه مند در مکانیسم های اساسی گفت:" پنگ چن Peter J. W. Debye استاد شیمی در کالج هنر و علوم و کاغذ ارشد نویسنده است. "این مفهوم گسترده تر این است که هنگامی که ما می دانیم مکانیسم پس شاید ما می آمد تا با بهتر یا راه های جایگزین برای سازش باکتری توانایی در دفاع در برابر مواد شیمیایی سمی. که امیدوارم به کمک طراحی جدید راه رام کردن باکتریایی مواد مخدر مقاومت است."

باکتری ها مقاومت است که در واقع یک تگ تیم عملیات با دو پروتئین با هم کار داخل سلول. یک پروتئین (فحش دادن) در درون غشاء حواس حضور مواد شیمیایی و یا فلز و یک سیگنال را می فرستد به یک تنظیم کننده پروتئین (CusR) در cytosol یا مایع بین سلولی. تنظیم کننده پروتئین متصل به DNA و فعال شدن یک ژن تولید پروتئین های حمل و نقل که در پاکسازی سم از سلول.

به طور معمول دانشمندان با تجزیه و تحلیل این توابع با استفاده از بیوشیمیایی سنجش که حذف پروتئین از سلول. اما این روند مانع از دانشمندان از مشاهده پروتئین در محیط بومی خود را و برخی از جزئیات مانند آرایش فضایی بین پروتئین ها باقی مانده اند تیره است.

برای تجزیه و تحلیل عمیق تر چن تیم با استفاده از تک سلولی تصویربرداری به موجب آن آنها برچسب گذاشته شده توسط فردی پروتئین در باکتری E. coli با یک سیگنال فلورسنت و تصویربرداری پروتئین در یک زمان ردیابی حرکات خود را. این روش به همراه داشت میلیون ها نفر از تصاویر و, در نهایت, ریز دقیق و کیفی نقشه از پروتئین' جنبش است.

این تیم به طور خاص علاقه مند در فعالیت های حسگر پروتئین است که در دو رقم - کسانی که در خوشه و کسانی که حرکت در اطراف غشاء و فرآیندهای غشایی. محققان دریافتند که هنگامی که E. coli برخوردهای مس آزاد شناور, تلفن همراه, انواع سنسور پروتئین افزایش می دهد در حالی که خوشه جناح کاهش می یابد. این بسیج سنسور پروتئین تعامل با تنظیم کننده پروتئین و آغاز یک سری پیچیده از مراحل - از اتصال مس به اتصال و شکستن ترکیب ATP که در نهایت منجر به بیان ژن - که خیط و پیت کردن فلز از سلول.

"یکی از گمنام در میان مراحل که در چه نقطه سنسور پروتئین به شکل یک پروتئین-پروتئین پیچیده با تنظیم کننده پروتئین" چن گفت. "ما دریافتیم که به عنوان به زودی به عنوان سنسور متصل می شود مس آن در حال حاضر باعث می شود آن استخدام این تنظیم کننده پروتئین است. این رخ می دهد واقعا در اوایل این دنباله ای از حوادث است."

اوایل استخدام فراهم می کند یک مزیت عملکردی با آغاز توالی و سرعت بالا بردن سرعت همراه قبل از توالی زمان به پوسیدگی. چن تشبیه این استراتژی به یک بازی سیب زمینی داغ.

"اگر من یک سیب زمینی داغ و می خواهید به آن را به شما بدهد من نمی خواهم به نگه داشتن سیب زمینی قبل از تماس شما بیش از" چن گفت. "من می خواهم شما را درست در کنار من, بنابراین من می توانید بلافاصله آن را به شما. در غیر این صورت سیب زمینی داغ سرد می شود. و یا آن را بیش از حد داغ, بنابراین من مجبور به دور انداختن آن. در شرایط شیمیایی اساسا آن گونه خواهد پوسیدگی و یا انتقال به چیز دیگری."

###

این مقاله مولفان بودند پژوهشگر فوق دکترا بینگ فو سابق پژوهشگر فوق دکترا Kushal Sengupta و دانشجوی دکترای لورن Genova, همه از چن آزمایشگاه. دیگر همکاران بودند آس جورج سانتیاگو دکتری '16; برنده یونگ دکتری '18; سابق پژوهشگر فوق دکترا Lukasz Krzemi?اسکی و دانشجویان دکترا Udit کومار چاکرابورتی و Wenyao ژانگ.

این پژوهش با حمایت موسسه ملی بهداشت و تحقیقات ،

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.