新传感器发现,帮助细菌检测和反应甲醛
一种叫做甲基营养菌的细菌可以利用甲烷和甲醇作为燃料;在此过程中,它们在生长过程中会产生大量的甲醛,但直到最近才有人知道它们是如何检测到这种有毒化合物并对其做出反应的。2021年5月26日发表在开放获取期刊上公共科学图书馆生物学,爱达荷大学的Christopher Marx和他的同事描述了他们在细菌Methylorubrum勒索菌和其他甲基营养菌中发现的一种新型甲醛传感器。
有些人可能记住这种有毒化学品的刺激性,从高中拆查甲醛保存的动物。从细菌到人类,所有生物都会产生至少一点甲醛作为其正常代谢过程的副产物。然而,甲基丙醇在分解某种碳化合物的同时制备大量甲醛,如甲烷和甲醇,它们用作碳和能量的来源。
Marx和他的团队通过在越来越高的甲醛浓度下培养甲基营养菌,发现了新的甲醛传感器。他们对那些已经进化到能够忍受过量甲醛的细菌的基因组进行了测序,发现了一个之前未知的基因efgA发生了突变,他们将其命名为“增强甲醛生长”。他们发现,这种基因几乎只出现在甲基营养体的基因组中,该基因所编码的EfgA蛋白可以检测甲醛并迅速阻止甲醛细菌生长当有毒化学品水平过高时。研究人员还证明将EFGA基因插入非甲基双胞粒细菌,例如大肠杆菌中,使其在高于正常的甲醛水平上存活。
以前,科学家们在排毒甲醛的所有域中发现了酶。但这是甲基丙醇中描述的第一蛋白传感器,其可以检测甲醛并停止生长以防止细胞损伤,而不涉及解毒酶。新发现可能有生物技术的应用;细菌设计用于承受高甲醛浓度与EFGA基因可能会产生药物和其他有价值的化合物,同时在甲醇上生长,易于使用的工业材料。
马克思博士票据,“这项工作是一个简单问题的令人惊讶的遗传:细胞直接增长需要什么?甲醛?值得注意的是,它们需要打破传感器系统而不是曲柄解毒。工作正在进行中,进一步了解EFGA和同源蛋白的结合特异性,以及尝试从efga和翻译之间的假设联系方式以几种方式提出,以在本文中建立直接蛋白质 - 蛋白质相互作用。“
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