DNA 碎裂細菌

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圖片:MARK PALLEN 和 NICK LOMAN

在美國,最常見的食物中毒罪魁禍首是一種名為空腸彎曲菌(右圖)的細菌。耶魯大學的研究人員現在揭示了它的秘密武器:一種小分子,能將細胞的 DNA 撕成碎片。

人們已經知道這種細菌會產生一種名為 CDT 的毒素,該毒素由三種不同的蛋白質組成。在這項最近的研究中,科學家們將這些蛋白質分別引入細胞,發現其中只有一種蛋白質 CdtB 具有毒性作用。正如他們在今天的《科學》雜誌上報道的那樣,這種蛋白質使含有 DNA 的細胞核支離破碎。在較低的濃度下,它會使細胞增大,類似於 CDT 毒素的效果。


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當研究人員將編碼 CdtB 的基因序列與其他基因進行比較時,他們發現它與一種名為 DNase I 的 DNA 碎裂酶具有驚人的相似性。因此,他們在 CdtB 基因中一個使 DNase I 功能失常的區域進行了突變,發現該改變產生了同樣的效果:突變後的 CdtB 蛋白不再導致細胞核碎片化。此外,當他們將突變蛋白與另外兩種毒素成分混合在一起時,細胞仍然完好無損,而所有三種正常蛋白的混合物則使細胞增大。據推測,CdtB 首先破壞 DNA,只有當蛋白質含量很高時才會變得明顯。由於這種損傷,細胞停止分裂並在最終死亡之前增大。

食物中毒已經夠糟糕的了,但是當攻擊者破壞腸道細胞的 DNA 時,甚至可能變得危險:如果這些細胞發生突變後存活下來,可能會導致腸癌。

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