新结构生物学研究揭示病原体入侵宿主机制

　　病原体(pathogens)指可造成人或动植物感染疾病的微生物(包括细菌、病毒、立克次氏体、真菌)、寄生虫或其他媒介(微生物重组体包括杂交体或突变体)。虽然导致胃癌、百日咳，军团病等危险性疾病的病原菌各不相同，但它们都利用相同的分子机制来感染人体细胞。细菌使用这种称为IV型分泌系统（T4SS）的机器将有毒分子注入细胞，并传播基因对抗抗生素的杀伤。现在，加州理工学院的研究人员已经从人类病原体——军团菌嗜肺军团菌中揭示了T4SS的3D分子结构。这可能在将来能够为上述疾病开发精确靶向的抗生素。

　　这项工作是在生物物理学和生物学教授Grant Jensen以及Howard Hughes医学研究所研究员的实验室中与圣路易斯华盛顿大学医学院（WUSTL）的Joseph Vogel实验室合作完成的。相关结果发表在“自然微生物学”杂志上。

　　细菌共有九种不同类型的细菌分泌系统，其中IV型是最精细和多功能的。 T4SS可以将多种有毒分子从细菌运送到靶细胞内部，劫持细胞功能并摧毁细胞的防御。

　　2017年，加州理工学院博士后Debnath Ghosal和他的合作者使用了一种称为电子冷冻断层扫描的技术，首次揭示军团菌中T4SS的整体低分辨率结构，这种细菌会导致严重且通常致命的疾病肺炎的发生。

　　Ghosal与WUSTL的Kwangcheol Jeong及其同事现在已经得到了这种动态多组件机器的详细结构模型。该团队还对细菌的基因进行了精确的突变，以研究T4SS的突变形式，揭示了这种复杂的机器如何组织和组装。该模型显示，分泌系统由一个独特的腔室和一个长通道组成。表征T4SS的这些和其他组成部分可以开发精确靶向的抗生素。