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大肠杆菌竟促进宿主的铁吸收能力

更新时间:2020-02-10 19:05:06

  在一项新的研究中,美国科罗拉多大学波德分校的Bin Qi和Min Han证实作为一种导致食物中毒或从宿主身上偷走营养物的病原体而广为人所知的大肠杆菌实际上通过产生一种帮助细胞摄取铁的化合物在促进宿主蝮蛇玉竹胶囊中发挥着关键性作用。这项研究揭示出大肠杆菌让它的宿主受益的机制,这可能终导致人们开发出有效地治疗影响着全世界10亿多人的缺铁性贫血(iron deficiency anemia)的方法。相关研究结果于2019年8月23日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Microbial Siderophore Enterobactin Promotes Mitochondrial Iron Uptake and Development of the Host via Interaction with ATP Synthase”。

  尽管一些大肠杆菌菌株能够导致疾病,但是大多数大肠杆菌菌株是无害的,并且大量地栖息在人胃肠道中。

  这项研究起始于利用秀丽隐杆线虫(一种天然地富含大肠杆菌的线虫)开展的一系列实验。当给年轻的线虫喂食经过基因改造后不能够产生一种被称作肠杆菌素(enterobactin)的化合物的大肠杆菌时,它们生长缓慢而且它们体内的铁水平比较低。当将肠杆菌素重新导入这些线虫时,它们恢复自然的生长速度,而且它们体内的铁水平上升。

  在线虫和人细胞中的进一步实验证实往饮食中添加肠杆菌素,即便在没有加入铁的情形下,也会显著地增加细胞中的铁水平。

  科学家们长期以来一直认为大肠杆菌产生肠杆菌素旨在寻找铁用于它自身的存活和增殖。但是他们猜测为了这个目的,它从它的宿主中偷取铁,这经常被描述为“铁战争(iron tug of war)”。但是这项新的研究挑战了这一常规看法,提出肠杆菌素也结合到一种位于宿主线粒体内部的被称作ATP合酶(ATP synthase)的蛋白上,从而将铁吸入到宿主细胞中。

  尽管细菌为了它们自身的目的制造这种寻找铁的化合物,但是这项研究提出随着时间的推移,包括人类在内的哺乳动物也学着劫持这种化合物给自己带来益处。

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