《科学》：细菌运动拥有自己的“离合器”

美国科学家近日研究发现，当一个细菌想要停下来的时候，它会使用一个分子“离合器”来脱离推进力系统。这是首次弄清细菌怎样关闭用来运动的鞭毛（flagella）。相关论文发表在6月20日的《科学》（Science）杂志上。

图片说明：枯草杆菌想要停止运动时，它会利用分子离合器来脱离推进系统。
 
（图片来源：ANDREW SYRED / SCIENCE PHOTO LIBRARY）

许多细菌拥有两种生活方式，要么自由生活，到处游动，要么定居下来成为“生物膜”（biofilm）的一部分。这些膜只有不到1毫米厚，包含大量的细胞和细菌种类。
 
美国印第安那大学的Daniel Kearns和同事发现的这种分子离合器名为epsE。它是一组15个基因的一部分，当激活后，会将一种土壤细菌——枯草杆菌（Bacillus subtilis）转入生物膜方式。
 
epsE附着于鞭毛底部的转子蛋白上，这种蛋白由流入细胞的质子驱动。为了使细胞停止移动，epsE会弯曲转子分子，使其无法接触到质子发动机。鞭毛仍然能够自由转动，但是摩擦力会迅速地使细胞停下来。研究小组目前正在寻找能够脱离离合器并重新连接发动机的蛋白。
 
英国牛津大学研究分子发动机的物理学家Richard Berry说：“这是一种完全未知的事情。之前的观点是鞭毛会永远转下去。”他表示，一些纳米技术人员一直梦想利用细菌转子作为分子泵，如果可能的话，epsE将会是一个有用的调节器。
 
枯草杆菌是无害的，但是当患有囊肿性纤维化的人的肺中形成生物膜，或是金黄色葡萄球菌在医疗设备上聚集时，有可能是致命的。
 
Kearns说：“如果能够标靶这种离合机制，我们就能够‘哄骗’细菌保持运动。”这样一来，枯草杆菌虽然仍旧能够形成群落，但却不是粘着的，“它们四处翻腾”。
 
（《科学》（Science），Vol. 320. no. 5883, pp. 1636 – 1638，Kris M. Blair，Daniel B. Kearns）
 
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