分子“死亡之吻”标志着病原体
许多使我们生病的细菌、病毒、真菌和寄生虫都隐藏在我们细胞中被称为液泡的保护性小气泡中。为了清除感染,免疫系统必须识别并摧毁这些液泡,同时保持其余活细胞完好无损。
现在,研究人员发现,我们的身体通过一种被称为泛素的分子标记含有病原体的液泡,以摧毁它们,这种分子通常被称为“死亡之吻”。
这一发现可能导致新的治疗策略,以提高免疫系统的回应病原体导致了一长串人类疾病,包括肺结核、沙门氏菌、衣原体、弓形虫病和疟疾。该研究发表在9月28日的那一周美国国家科学院院刊.
该研究的资深作者、杜克大学医学院分子遗传学和微生物学助理教授Jörn Coers博士说:“为了摆脱这些病原体,免疫系统基本上必须在大海捞针。”“它必须瞄准单个微生物,在液泡中,在漂浮在细胞内的其他膜的海洋中。我们发现,免疫系统通过给液泡涂上一层泛素来完成这一壮举,这使得所有这些恶意攻击液泡并消灭里面病原体的其他因素得以招募。”
当病原体第一次进入宿主细胞时,它们带走了一部分质膜,把它像斗篷一样包裹在自己身上,以掩盖自己的真实身份。最终,健康的免疫系统会发现这种入侵,并将一种叫做鸟苷酸的特殊分子放入体内结合蛋白(英镑)处于高度戒备状态。这些蛋白质专门结合到含有病原体的液泡的膜上,并清除渗透者。盖斯和他的同事们想弄清楚,GBPs是如何知道应该追踪哪些膜结合结构的。
研究人员首先对参与清除病原体的蛋白质进行了大规模筛选。令他们惊讶的是,他们的研究发现了一些在泛素化中发挥作用的蛋白质,在这个过程中,身体自身注定要被毁灭的蛋白质被标记为泛素标记。以往的研究从未发现泛素与GBPs对含病原体液泡的破坏和消除之间的联系。
Coers和他的同事决定在液泡中寻找这些泛素标签,液泡中含有两种不同的微生物:沙眼衣原体这是最常见的性传播细菌感染的病原体刚地弓形虫这是一种导致弓形虫病的单细胞寄生虫。
首先,他们用细胞因子“启动”这些细胞,细胞因子是一种信号分子,可以启动免疫系统。然后,他们用一种针对泛素蛋白的红色染料对细胞进行染色。
Coers说:“突然之间,我们看到了这些美丽的泛素环,它们漂亮地装饰了含有病原体的液泡的外部。”他和他的同事们继续识别了负责连接泛素标签和护送GBPs到液泡表面以协调攻击的分子角色。
研究人员还表明,高毒的菌株衣原体而且弓形虫含有阻止这些泛素标签添加的特殊因素。因为它们的液泡没有泛素化,GBPs无法将它们视为敌人。
在未来,研究人员想要确定病原体还使用了什么其他的技巧来逃避免疫反应.一旦他们清楚地知道是什么让这些病原体变得更危险,他们就可以设计治疗方法,使这些高毒菌株更容易受到宿主反应的影响。