细菌细胞要生长和分裂，它们的细胞壁需要不断地重塑。这个过程需要仔细平衡裂解酶和肽聚糖的生产。一个由Martin Thanbichler领导的研究小组发现，一个中央调节器可以控制完全不同种类的自溶素。由于许多抗生素攻击细菌细胞壁，这一发现可能为对抗细菌感染的新治疗方法铺平道路。
在进化过程中，细胞已经发展出一系列的策略来加强它们的包膜以抵抗内部渗透压，从而使它们能够在各种不同的环境中生长。大多数细菌在细胞质膜周围合成半刚性细胞壁，其主要成分肽聚糖形成致密的网状结构包裹细胞。
除了具有保护作用外，细胞壁还可以产生特定的细胞形状，如球体、棒状或螺旋状，从而促进运动性、表面定植和致病性。
细胞壁的存在带来了自身的挑战:细胞必须不断地改造它才能生长和分裂。要做到这一点，他们必须非常小心地在墙壁上制造裂缝，让它膨胀和变化，同时迅速用新材料修补裂缝，以防止它坍塌。这种细胞壁重塑过程包括裂解酶(也称为自溶酶)裂解键，以及肽聚糖合成酶随后插入新的细胞壁材料。这两个拮抗蛋白群的活性必须紧密协调，以防止肽聚糖层的薄弱环节导致细胞裂解和死亡。
由马克斯·普朗克陆地微生物研究所的马克斯·普朗克研究员和马尔堡大学微生物学教授Martin Thanbichler领导的研究小组已经着手揭开这种自溶机制的组成和功能。他们的研究重点是新月形细菌新月形杆菌，这种细菌存在于淡水环境中，被广泛用作研究细菌基本细胞过程的模式生物。
Thanbichler说，研究自溶素的功能是一项具有挑战性的任务。“虽然我们对合成机制了解很多，但自溶素被证明是一个棘手的问题。”Thanbichler团队的博士后研究员Maria Billini补充说:“细菌通常含有许多类型的自溶素，它们来自不同的酶家族，具有不同的目标。这意味着这些蛋白质是高度冗余的，而单个自溶素基因的缺失通常对细胞形态和生长几乎没有影响。”
多功能调节器
通过共免疫沉淀筛选和体外蛋白-蛋白相互作用试验对潜在的自溶素调节因子进行分析，发现一种称为DipM的因子在细菌细胞壁重塑中起关键作用。这种关键的调节因子是一种可溶性的质周蛋白，令人惊讶地与几种自溶素以及细胞分裂因子相互作用，显示出这种类型的调节因子以前未知的混杂性。
DipM能够刺激两种活性和折叠完全不同的肽聚糖切割酶的活性，使其成为第一个可以控制两类自溶酶的调节剂。值得注意的是，结果还表明，DipM使用单个接口与各种目标相互作用。
该研究的第一作者、博士生阿德里安·伊兹基多·马丁内斯(Adrian Izquierdo Martinez)说:“DipM的破坏会导致细胞壁重塑和分裂过程中各个环节的调节丧失，并最终杀死细胞。”“因此，它作为自溶素活性协调者的适当功能，对月牙草正常的细胞形状维持和细胞分裂至关重要。”
DipM的综合表征揭示了一个新的相互作用网络，包括一个自我加强的环，该环将裂解转糖基化酶和可能的其他自溶酶连接到C. crescentus的细胞分裂装置的核心，很可能也连接到其他细菌。因此，DipM协调了一个复杂的自溶素网络，其拓扑结构与先前研究的自溶素系统有很大不同。Martin Thanbichler指出:“对这种多酶调节剂的研究不仅帮助我们了解细胞壁是如何对细胞或环境的变化做出反应的，它的功能障碍会同时影响细胞壁相关的几个过程。它还有助于开发新的治疗策略，通过同时破坏几种自溶途径来对抗细菌。”
参考文献:Adrian Izquierdo-Martinez, Maria Billini, Vega Miguel-Ruano, Rogelio Hernández-Tamayo, Pia Richter, Jacob Biboy, María T. Batuecas, Timo Glatter, Waldemar Vollmer, Peter L. Graumann, Juan a . Hermoso和Martin Thanbichler, 2023年7月11日，Nature Communications。DOI: 10.1038 / s41467 - 023 - 39783 - w
“我们对睡眠的大部分了解都来自于睡眠、压力或相关行为的数据，”该研究的主要作者斯蒂芬·马丁利(Stephen Mattingly)说。他与圣母大学计算机科学与工程教授亚伦·斯特里格尔(Aaron Striegel)在圣母大学做博士后研究员时进行了这项研究。“闹钟、智能手机都有止闹按钮。医疗机构通常反对使用打盹，但当我们去查看有什么确凿的数据时，没有一个。我们现在有数据来证明它有多普遍--还有很多我们不知道的。”
苏格兰教育协会(EIS)的成员将于周四举行罢工，这是近40年来首次因工资问题而举行的全国性罢工，教师们的行动预计将导致苏格兰大部分学校关闭。周二，为了避免罢工行动，公司做出了最后的让步:工资最低的员工加薪6.85%，大多数加薪5%。这一提议遭到了EIS的拒绝，EIS秘书长安德里亚·布拉德利称这是对今年早些时候提出的提议的“不称职的重复”。