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這是一個關於一次危險的邊境穿越、貴重貨物以及追蹤一個身份成謎且備受爭議的秘密走私犯的故事，這個謎團和爭議已經持續了幾十年。
嚴酷的邊境是細菌周圍難以穿透的膜，很少有東西可以透過。 但是，走私犯，一種細菌蛋白，將關鍵的原材料透過這個屏障運送，以幫助構建生物體的保護鞘，即細胞壁。 阻止這種蛋白質應該會削弱細胞壁——這對細菌不利，但對感染細菌的患者有利，因為這可能導致新的抗生素。
然而，為了阻止它，科學家們必須識別出走私犯蛋白——直到最近，他們在弄清楚它是眾多分子中的哪一個方面一直受阻。 它有一個通用名稱，即外翻酶，但僅此而已。 於7月11日《科學》雜誌上宣佈的一項新研究試圖揭開這種難以捉摸的分子面紗，並將其命名為 MurJ。 這項由俄亥俄州立大學的科學家領導的研究是微生物學家首次在活細菌中捕捉到該蛋白質的活動。 但他們的發現也引發了一場激烈的辯論，因為其他科學家提出了證據，指出另一個罪魁禍首。
細菌細胞膜充當一個柔性屏障，將細胞內容物固定在原位。 在此之外，細胞壁是一個堅硬的網狀結構，可防止膜因巨大的內部壓力而爆炸。 阿肯色大學醫學科學學院的微生物學家凱文·楊說，細胞壁就像一個雞籠網柵欄，可以加強和支撐細胞膜。“這就像你拿一個氣球，把它包裹在一些網狀結構中，然後試圖向裡面充氣。 氣球不會爆炸。” 楊沒有參與這項研究，他在同一期《科學》雜誌的隨刊文章中將研究結果描述為重要，並談到了仍在激烈的身份辯論。
外翻酶很重要，因為它有助於用一種叫做肽聚糖的糖分子構建細胞壁，而肽聚糖是在細胞內部製造的。 為了到達細胞壁，肽聚糖必須穿過由稱為脂質的油性分子組成的內膜，脂質會排斥它們。
因此，外翻酶偷偷地將肽聚糖運出，而沒有給膜排斥它的機會。 怎麼做呢？ 俄亥俄州立大學的微生物學家、這項新研究的研究團隊成員納蒂維達德·魯伊斯說，想象一下把你的手合在一起，只讓你的指尖接觸。 現在切換，讓你的手掌根部連線而不是指尖接觸。 透過在你的手之間插入一個物體並切換開口，你可以將物體從手掌移動到指尖，而無需將其暴露於任何東西——比如排斥膜——到你的左邊或右邊。
魯伊斯的研究小組發現 MurJ 在大腸桿菌中做的非常像那樣的事情。 他們抑制了這種蛋白質，發現當它被削弱時，肽聚糖無法穿過膜。 這一結果，以及 MurJ 結構的計算機模型，向魯伊斯表明 MurJ 就是外翻酶。 “如果你看看之前的所有證據……你不得不得出結論，MurJ 就是執行這項工作的蛋白質本身，”她說。
伊夫揚·佈雷金克說，他根本不必得出這樣的結論。 佈雷金克是荷蘭烏得勒支大學的生物化學家，他傾向於另一種名為 FtsW 的蛋白質作為外翻酶。 在 2011 年《歐洲分子生物學組織期刊》上發表的研究中，這位科學家進行了一項試管實驗，使用提取的細菌膜片段來表明 FtsW（而不是 MurJ）對多少肽聚糖穿過邊界有影響。 佈雷金克說，還有許多其他潛在的原因可以解釋為什麼魯伊斯的結果會表明 MurJ 是外翻酶。 “這就是[在活細胞中]的困難。 你總是有其他的解釋。 我們必須純化蛋白質並證明它在[細胞外]具有活性。”
然而，對於魯伊斯來說，這正是佈雷金克實驗的問題所在：它與活細胞的現實人為地脫節，以至於其結果必須持保留態度。 “他們從未回到細胞中進行測試，”她說。 “最終我們想知道的是它在細胞中是如何工作的。 所以讓我們從細胞開始，讓我們儘可能多地在生物系統中學習。”
這場爭論既關乎不同的科學哲學，也關乎一對蛋白質，它將活細胞固有的複雜性與簡化的——也許是過度簡化的——分子參與者較少的純化實驗世界進行了對比。 最終，解決這場辯論需要的不僅僅是另一個支援 MurJ 或 FtsW 的實驗，還需要一個結果，該結果能夠同時解釋每個團隊的發現，同時指向一個共同的罪魁禍首。 “我們希望這兩件事以某種方式結合在一起，”楊說。 “你想要的是兩種方法都能給你相同的結果。”