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科學家嘗試“劫持”細菌的微型“注射器” 將毒素換成有益的藥物



儘管有許多有益於我們的細菌,但細菌可能是隱蔽的小生物,其中一些細菌使用微型“注射器”將毒素注入宿主細胞。現在馬克斯·普朗克研究所的研究人員找到了一種方法,通過將這些毒素換成其他化學藥品(例如藥物)來對人們產生有益的影響。

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許多細菌通過這種“注射器”機制感染宿主細胞,包括大腸桿菌和耶爾森氏菌等。這些細菌“鎖”在細胞上,然後將通道推過其保護膜。細菌從那裡將有毒蛋白質傳遞到細胞的脆弱中心,通常會在幾分鐘內殺死它。

馬克斯·普朗克的研究人員此前曾使用低溫電子顯微鏡研究了這一過程。這涉及將樣品冷卻至低溫,然後通過強大的電子顯微鏡對其進行檢查。這樣一來,科學家就可以從三個維度和高分辨率觀察這些蛋白質的結構。

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對於這項新研究,研究小組分析了他們是否可以將這些有毒蛋白質有效載荷換成更有益的物質。可以肯定的是,只要滿足三個條件,他們就可以。首先,該蛋白質必須具有一定的大小-其必須大於20kDa以保持穩定。其次,它們必須帶正電荷。第三,它們不能與形成容納有效載荷的“膠囊”的分子相互作用。

這項研究的首席研究員Stefan Raunser表示:“通過這項技術,我們朝著最終目標邁出了第一步,即使用這些納米‘注射器’將藥物有針對性地引入人體細胞。”

儘管該過程可以適應於向細胞傳遞良好的藥物,但在某些情況下,也可以方便地註入有毒蛋白質。研究小組表示,可以設計出納米“注射器”來“嗅出”癌細胞,鎖住並向其輸送毒物,而不會損害健康細胞。但是,為了使它發揮作用,需要做更多的研究來確定分子如何與細胞表面連接。

“我們目前正在尋找毒素的‘停靠站’,” Raunser表示。 “一旦我們找到了它們並了解了毒素如何與細胞表面結合,我們的目標是特異性改變注射機制,使其能夠識別癌細胞。然後我們可以將殺傷蛋白專門注入腫瘤細胞。這將為癌症藥物帶來最小副作用的全新可能性。”

這項研究發表在《自然通訊》雜誌上。