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艾滋病、瘧疾和肺結核是全球三大傳染性殺手，它們能逃避免疫系統，將細胞轉化為微生物製造工廠。在繁殖後，微生物會衝出細胞並繼續侵入其他細胞，重複這一過程。由於這些細胞內病原體難以研究，這些事件的細節一直讓研究人員難以捉摸。因此，研究人員尚未開發出有效的疫苗來對抗它們。但根據11月3日出版的《科學》雜誌上發表的一份報告，科學家們終於瞭解了一種微生物——食源性細菌單核細胞增生李斯特菌（可導致腦膜炎和死亡）是如何完成這一壯舉的。這些新發現可能有助於揭示其他致命病原體是如何運作的。
事實證明，李斯特菌具有建立感染的非凡機制。首先，它們會促使被稱為巨噬細胞的免疫系統清道夫細胞吞噬它們，從而使它們最終被封閉在細胞內的被稱為液泡的氣泡中。然後，李斯特菌會產生一種名為李斯特菌溶素O的毒素，該毒素用於破壞液泡，從而進入細胞內部。隨後，它會劫持細胞機制以進行復制。然而，長期以來讓微生物學家感到困惑的是，為什麼這種毒素不會刺穿並殺死細胞。事實上，正是該毒素靶向液泡這一事實使得李斯特菌具有毒性。早期的研究表明，用一種來自細胞外細菌的相關毒素替代該細菌的李斯特菌溶素會導致李斯特菌衝出液泡，但也刺穿細胞外膜，殺死細胞。改變後的菌株被認為無毒，因為免疫系統能夠清除暴露的病原體。
在新的研究中，加州大學伯克利分校的艾米·迪凱特和丹尼爾·波特諾伊試圖透過檢查兩種毒素的DNA序列來確定是什麼使李斯特菌溶素如此特殊。他們的比較揭示了一個關鍵差異。李斯特菌溶素帶有一個被稱為PEST序列的蛋白質標籤，該標籤基本上告訴細胞將其清除。因此，在毒素有機會攻擊細胞膜之前，細胞的維護人員會將其處理掉。迪凱特和波特諾伊透過突變PEST標籤本身來證明其重要性，從而使細胞無法識別它。結果，突變細菌迅速破壞了宿主細胞，此時免疫系統對李斯特菌發起了致命攻擊。最終，野生李斯特菌的毒性比突變體高10000倍。“這是一個很好的例子，”波特諾伊評論道，“說明細菌是如何利用宿主的生物學來增強其致病性的。”