胃癌、Q热、军团病、百日咳——虽然导致这些危险疾病的传染性细菌不同，但它们都使用相同的分子机制感染人类细胞。细菌利用这种被称为第四型分泌系统(T4SS)的机器将有毒分子注射到细胞中，并传播基因以抵抗针对其他细菌的抗生素。现在，加州理工学院的研究人员从人类病原体嗜肺军团菌中揭示了T4SS的三维分子结构，细节前所未有。这可能导致未来针对这些疾病的精确靶向抗生素的开发。
这项工作是在生物物理学和生物学教授格兰特詹森的实验室以及霍华德休斯医学研究所的研究人员与圣路易斯华盛顿大学医学院(WUSTL)约瑟夫沃格尔实验室合作下完成的。4月22日，一篇描述这项研究的论文在线发表在《自然微生物学》杂志上。
细菌分泌系统有九种不同的类型，其中IV型最细腻，功能最丰富。T4SS可以将各种有毒分子——一次多达300个——从细菌转移到它们的细胞受害者身上，劫持细胞功能并压倒细胞防御。
2017年，加州理工学院博士后Debnath Ghosal和他的合作者使用了一种叫做电子冷冻断层扫描的技术，首次揭示了军团菌中T4SS的整体低分辨率结构，这种结构可以导致军团病，一种严重且通常致命的疾病。
戈萨尔和WUSTL的Kwangcheol Jeong和他的同事现在已经制作了这种动态多部件机器的详细结构模型。该团队还精确扰乱了细菌的基因，以研究T4SS的突变版本，揭示了这个复杂的机器是如何组织和组装的。
该模型表明，分泌系统由独特的腔室和长通道组成，如腔室和桶。T4SS的这些和其他成分的特征可以开发出精确靶向的抗生素。
目前，抗生素被广泛用于杀死全身的细菌，包括生活在肠道中的有益微生物。未来，抗生素可以被设计成只阻断有害病原体的毒素传递系统(比如T4SS)。
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