沙門氏菌對抗生素有特別的抵抗力，因為它們有兩層保護它們免受外部影響的膜。這使他們成為革蘭氏陰性菌之一。由于這些病原體的感染越來越難以用抗生素治療，科學家們正在尋找替代藥物。一個起點是細菌驅動 - 所謂的鞭毛。在這里，科學家們現在已經發現了細菌的致命弱點。
許多革蘭氏陰性菌，如沙門氏菌，形成長絲 - 所謂的鞭毛，它們導致它們旋轉并因此有針對性地移動。沒有完整的鞭毛細菌不能靶向食物來源并且不能侵入外來細胞 - 它們不再具有傳染性。不倫瑞克Helmholtz感染研究中心(HZI)的科學家們與合作伙伴一起發現，一種特定的蛋白質組織了鞭毛組裝的第一步。如果這種蛋白質被關閉，細菌不能再形成鞭毛。所以他們的感染宿主的能力會受到嚴重限制。
鞭毛使搜索食物或合適的主機
當形成新的鞭毛時，細胞膜中的各種構建塊最初聚集成鞭毛生長的孔隙。該孔是鞭毛構建模塊的通道，也是復雜，廣泛的蛋白質轉運系統的核心組成部分 - 所謂的III型分泌系統。這種復雜的結構類似于許多細菌的不同結構：在感染過程中使用致病細菌將毒素射入宿主細胞的分子注射器，導致它們死亡。研究人員懷疑注射器裝置的藍圖在進化過程中已經從鞭毛的藍圖發展而來。鞭毛和分子注射器都是細菌需要感染的必需工具。“如果可以消除這些工具，細菌對人類無害，”博士說。在HZI負責初級研究小組“沙門氏菌感染生物學”的Marc Erhardt。加上在奧斯納布呂克大學的合作伙伴，蒂賓根大學的馬克斯普朗克研究所的感染生物學和德國感染研究中心團隊已調查到的詳細菌腸道沙門氏菌鞭毛ERHARDT建設進程。Erhardt說：“許多不同的蛋白質參與了初始毛孔的構建，但到目前為止，他們的個人角色尚不清楚。”
FliO將Flagellenaufbaus的第一步組織為伴侶
使用熒光染料，研究人員能夠首先可視化蛋白質的位置。他們注意到其中一種涉及到的蛋白質，縮寫為FliO，并不是永遠坐在鞭毛的錨定處。它在細胞膜中自由移動并且僅在開始新的毛孔期間遷移到相應的位點。在那里它與蛋白質FliP形成復合物，主要形成毛孔。在一項實驗中，研究人員關閉了沙門氏菌FliO的遺傳信息。
結果：細菌不能再形成功能性毛孔，因此沒有鞭毛。“因為蛋白質FliO本身不是毛孔的一部分，所以它顯然就像一個組織者一樣工作：它可以幫助其他蛋白質正確地堆積并形成毛孔，”Marc Erhardt說。
在進一步的研究中，研究人員能夠證明，即使沒有組織者FliO，蛋白FliP也能形成復合物。然而，這些都是無序的，所以沒有進一步積累的毛孔積聚 - 復合物最終被再次處置。因為FliO幫助各個FliP蛋白形成正確的復合物，所以它起到所謂的分子伴侶的作用。“這種FliO的功能以前是未知的，”Erhardt說。它為將來可用于對抗各種致病細菌的藥物開辟了新的起點。
替代藥物會有很多好處
Marc Erhardt說：“例如，預防毛孔的活性成分將會取得雙倍的成功。“他會提出這樣形成鞭毛的細菌，以及那些使用分子注射器。”所以沙門氏菌，大腸埃希氏菌，耶爾森氏菌和銅綠是典型的革蘭陰性菌，通過使用注射器設備感染他們的主人。相反，例如，引起腸或胃疾病的彎曲桿菌屬和螺桿菌屬的細菌沒有分子注射。然而，它們形成鞭毛，因此也提供了替代活性成分的攻擊點。“這種活性成分還會比抗生素具有優勢，即病原體存活并且不會承受壓力，發展對物質的抵抗，“埃爾哈特說。“另外，體內有益的細菌也能存活。”