中國科技網(wǎng)訊 據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)近日報(bào)道，美國亞利桑那州立大學(xué)生物設(shè)計(jì)研究所的約翰·查普特和他的同事，將實(shí)驗(yàn)室制造的人工合成蛋白質(zhì)（DX）植入大腸桿菌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)DX蛋白質(zhì)能與細(xì)胞內(nèi)的ATP分子結(jié)合，使細(xì)胞分裂停止，但細(xì)胞仍在繼續(xù)生長。該研究對(duì)于了解能躲避抗生素的病原體行為提供了新方法。相關(guān)研究成果刊登在《美國化學(xué)學(xué)會(huì)化學(xué)生物學(xué)》雜志網(wǎng)站上。
“如果你把一個(gè)在試管中創(chuàng)造出來的蛋白質(zhì)植入細(xì)胞內(nèi)，結(jié)果蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生了作用，”查普特說道，“你覺得細(xì)胞認(rèn)識(shí)它嗎？細(xì)胞是咀嚼它，還是把它吐出來？”在這個(gè)值得探索的合成生物學(xué)新領(lǐng)域，這一發(fā)現(xiàn)將會(huì)使新藥物的研發(fā)取得進(jìn)展。
“ATP是生命的能量貨幣，”查普特說，在生物系統(tǒng)的反應(yīng)中，ATP的磷酸二酯鍵結(jié)合需要一定的能量來驅(qū)動(dòng)。DX蛋白質(zhì)的結(jié)合消耗了細(xì)胞內(nèi)ATP的能量，破壞了細(xì)胞正常的新陳代謝活動(dòng)，阻止了細(xì)胞分裂，但細(xì)胞們?nèi)栽诶^續(xù)成長。
大腸桿菌暴露于DX蛋白質(zhì)后，由通常的球形發(fā)展成細(xì)長的絲狀。在絲狀的細(xì)菌中，密集的細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)結(jié)構(gòu)被劃分開，形成了有相同長度的細(xì)胞，研究人員將這種此前未曾出現(xiàn)過的不尋常結(jié)構(gòu)稱為內(nèi)在脂質(zhì)體。
“這些致密的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)正在形成非常有規(guī)律的區(qū)域，它們沿著絲狀細(xì)胞逐漸形成，它們看起來像是一種防御機(jī)制，使細(xì)胞自我劃分。”查普特說道。這一獨(dú)特適應(yīng)過程，從未在細(xì)菌細(xì)胞中觀察到，同時(shí)它也是唯一出現(xiàn)在單細(xì)胞有機(jī)體中。合成蛋白質(zhì)DX并不是一件容易事，它需要精心的模仿自然狀態(tài)下蛋白質(zhì)折疊的特性，并能夠與關(guān)鍵代謝產(chǎn)物ATP相結(jié)合。
科學(xué)家們接下來將研究，當(dāng)這些細(xì)胞遇到新情況時(shí)，它們會(huì)如何回應(yīng)。例如細(xì)胞對(duì)于一個(gè)不熟悉的合成蛋白質(zhì)，它們會(huì)如何應(yīng)對(duì)。該研究還指出，許多傳染性病原體依靠處于休眠狀態(tài)（類似于DX暴露大腸桿菌中觀察到的可生存但不可培養(yǎng)狀態(tài)），躲避抗生素的檢測。這一發(fā)現(xiàn)，對(duì)于研究這些病原體的行為提供了一個(gè)更好的方法。此外，對(duì)于生物體極其重要的ATP，抑制其作用可為防治疾病提供另一種途徑。（王怡）
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