Science：细菌蛋白会“走路” ！

　　

生物通报道：Science 报道，加利福尼亚州斯坦福大学Dale Kaiser和他的同事已经发现第一例通过直接接触，细菌细胞表面蛋白会“走路”的现象。这一蛋白来自Myxococcus xanthus（粘球菌属之一），可以帮助易变细菌得到稳定突变。

 

“Myxococcus xanthus基因组测序最近已经完成了，结果表明这种生物有大量的外膜脂蛋白。”Kaiser在《科学家》杂志（The Scientist）中提到，“但仍有一些可传递的蛋白未知。”

 

Myxococcus xanthus是一种棒状的土壤细菌。它可以利用两种机制去移动，第一就是在拖走中，Myxococcus xanthus的A型运动引擎挤压出黏液状突触，推动细菌向前移动，另一个是在它的最前端有一个S型引擎会伸出第四纤毛，拖动细菌向前。

 

Myxococcus xanthus的Tgl突变是指S引擎的一个外膜脂蛋白变异，导致只有黏液状突触而没有纤毛。Kaiser和他的同事在1977年报道认为tgl突变在与野生型短暂接触后可以重新获得纤毛与S引擎所介导的活动性。

 

在目前的研究中，研究组发现了一种也缺少A型运动性的tgl突变，这种突变型完全不能运动。利用基因工程的手段，研究人员使得“捐助者”与“接受者”其中之一在细胞质中表达绿色荧光蛋白。经过36小时与野生型Myxococcus xanthus相接触后，免疫杂交实验显示捐助细胞与接受细胞大约各有一半是tgl型，但是通过PCR扩增实验，接受细胞并没有扩增出tgl的基因。

 

Kaiser和他的同事利用CglB（五种A型运动外膜脂蛋白中的一种）进行了相似的实验。结果表明CglB突变通过与野生型接触也得到了回复突变。Kaiser预计其它四种A型运动脂蛋白的研究也能得到同样结果。

 

 “如果这只是一种少量膜蛋白从一个细胞上脱落到另一个细胞上的现象，那么就不足为奇。但是事实上，这像是细胞之间的物质的传递，因此十分令人惊讶与有趣。而且让你觉得这不像是什么奇怪的突变事件，反而像是细胞正常状态下经常做的活动。” 并未参与这项研究的威斯康星-密尔沃基大学的Mark McBride这样对《科学家》杂志记者说。

 

莫斯科爱达华大学的Patricia Hartzell认为在进一步的实验中，研究人员可以在外膜上做上标记以检测到底有多少这种蛋白。另一位科学家则说“我想要知道捐助细胞是否激活了所捐助蛋白的基因的表达。也许有一些调控反馈存在，使得一个细胞捐助了它的蛋白，并启动了接受细胞这一蛋白的表达。”

 

格兰氏阴性菌，比如Pseudomonas aeruginosa也有第四纤毛。“是否它们也会交换外膜脂蛋白，是否这也和其运动和毒性有关，这也是个有趣的问题，”密西根大学Lee Kroos认为，“这也许和生物纤毛的形成有关。”

另外，Hartzell还对这种蛋白转移是否发生在真核生物中感到极大的兴趣。

“我认为这种蛋白共享也许比我们想象的范围更广，而且这也是一个显而易见的细胞间蛋白传导作用。”

 

总而言之，这一发现将革新细菌细胞间传递物质的概念，也会为进一步发现细胞信号传导方式提供依据（记者Leslie）。