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研究人员发现了微生物抵抗自由基的新机制
发布时间：2024-07-24 20:50:26来源：
存在许多不同的情况，其中微生物暴露于被称为自由基的高反应性分子。这些分子能够破坏重要的细胞成分，并且可以在正常细胞代谢期间或响应环境因素时产生。自由基在抗生素有效性，疾病的发展和人体免疫系统的正常功能中发挥重要作用。来自柏林Charité - Universitätsmedizin的一组研究人员发现了一种以前未知的机制，它可以使微生物保护自己抵御自由基。他们的发现可能有助于提高抗菌物质的功效。这项研究的结果发表在Nature上。
术语游离氧自由基是指高活性氧分子，其能够破坏一系列重要的细胞结构，例如蛋白质，DNA和细胞膜。虽然自由基代表了一种破坏性的力量，但它是人体学会利用的力量。人体免疫系统的一些细胞产生自由基，作为对抗入侵微生物的一部分。当微生物细胞与抗生素接触时，代谢过程也会导致自由基的产生。这是他们活动背后的一个重要因素。微生物已经开发出各种机制来拦截和中和这些高活性分子为了转移免疫系统的攻击。由Charité生物化学研究所所长Markus Ralser教授领导的国际研究团队现已能够证明微生物还有另一种，以前未知的防御策略可供他们使用。与之前记录的机制相比，这种策略可能特别有效。
研究人员开始使用面包酵母作为模型生物进行研究，观察到酵母细胞积累了大量的赖氨酸，这是用于酵母蛋白生产的结构单元。在从环境中吸收后，赖氨酸的储存水平比正常生长所需的水平高70至100倍。利用数学模型和遗传分析来确定这种“赖氨酸收获”的目的，研究人员发现酵母细胞利用累积的赖氨酸来改变自身的新陈代谢。这种重新配置的后果之一就是产生了大量的谷胱甘肽，一种在生物体中发现的最重要的自由基清除分子。赖氨酸收获后，酵母细胞显示出对自由基的显着增加的抗性。这使他们能够分解通常会导致细胞死亡的大量自由基。研究人员证明，这种抗性机制不仅可以用于不同类型的酵母，还可以用于细菌。
“我们的研究表明，微生物从周围环境中吸收养分不仅能够促进生长，而且还可以作为一种预防措施，以防止自由基的潜在攻击，”Ralser教授解释道。“这些知识在未来可能会有用;如果我们成功地破坏了这种抗性机制，我们就有可能提高抗菌物质的功效。” 该研究小组将继续努力实现这一目标。“我们还将寻找其他未知的抗性机制。毕竟，了解基本的细胞过程是开发抗菌物质的先决条件。”
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