單基因突變即可改變細菌的耐藥性？_風聞
Science_北京-不惧过往，不畏将来！2019-10-24 14:24
編譯／花花 審稿／西莫 責編／張夢
近日，來自美國紐約大學的一項新研究發現，改變一個氨基酸就能夠改變細菌轉運蛋白的結構和功能，揭示了複雜基因進化的影響。
大腸桿菌中一個簡單轉運體的兩個蛋白質亞基(藍色和綠色)，通過改變開口方向將一種有毒化合物(橙色)通過細胞膜(灰色)泵到細胞外。
健康細胞無時無刻不在與外界交流，這要歸功於細胞膜上充當“門衞”一角的轉運蛋白。這些轉運蛋白通常由多個重複單元組成，在更復雜的轉運蛋白中，每個結構單元的基因序列甚至會融合在一起，形成編碼蛋白質的單個基因。
人們認為這種重複的模式是由更小的膜蛋白基因進化而來的，它們會複製並相互融合在一起。但是，從單一的融合基因中產生更復雜的轉運蛋白是否具有進化優勢呢?
為了研究這個問題，美國紐約大學的化學副教授Nate Traaseth和他在紐約大學化學系的同事Maureen Leninger以及Ampon (Callie) Sae Her檢測了在大腸桿菌中發現的一種簡單的轉運蛋白——EmrE。
EmrE包含兩個相同的蛋白質亞基，它們會協同工作，使有毒分子穿過細胞膜，排出到細胞之外。Traaseth等的實驗表明，改變其中一個蛋白質亞基中的一個氨基酸，使兩個亞基略有不同，就極大地改變了轉運蛋白的結構和功能，破壞了向內和向外蛋白質的平衡。
研究人員注意到，他們的研究結果表明膜轉運蛋白對突變非常敏感。Traaseth補充説：“這一發現有助於解釋為什麼進化青睞由融合基因產生的更復雜的轉運蛋白，因為在這種模式下，單個氨基酸的變化就可以改變轉運蛋白的運作方式。”
這項利用大腸桿菌進行的研究可以幫助研究人員更好地瞭解細菌轉運蛋白的進化及其在耐藥性中的作用。相關論文發表在eLife雜誌上。
詳細論文見：
https://elifesciences.org/articles/48909
期刊來源：eLife
期刊編號：2050-084X
原文鏈接：
https://www.nyu.edu/about/news-publications/news/2019/october/single-mutation-dramaticall
中文內容僅供參考，一切內容以英文原版為準。轉載請註明來源。
轉載本公號內容請聯繫授權