鼠疫菌毒力的近期突变对疾病的作用

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一组分子微生物学家发现,在鼠疫细菌鼠疫耶尔森菌出现的早期获得单一蛋白质能令其侵入肺组织,但随后令此基因突变能令此微生物迅速扩散到淋巴结,并造成腺鼠疫型疾病。

  鼠疫耶尔森菌是一种革兰氏阴性菌,造成腺鼠疫腺鼠疫和肺炎型鼠疫,此病菌能快速播散至其哺乳动物宿主的其他部位。鼠疫耶尔森菌在菌体表面表达酶纤维蛋白溶酶原激活剂(Pla),提示了这种物质在细菌散播中的作用。

图片:扫描电镜(SEM)显微照片显示一只被感染的跳蚤前肠中的一团鼠疫耶尔森菌(照片由美国国立卫生研究院提供)。

  Northwestern University(Evanston,IL,USA)的研究人员在小鼠模型中使用鼠疫耶尔森菌的祖代菌株进行研究。他们发现,获得蛋白酶Pla的单一基因编码足以应令鼠疫耶尔森菌祖代、最根深蒂固的菌株引发肺炎型鼠疫,这显示在鼠疫耶尔森菌演化的极早阶段,这种病菌首先引发肺部感染。但是,杆菌阶段的鼠疫耶尔森菌不会引发肺炎型鼠疫的暴发,也不会散播至淋巴结引发腺鼠疫。

  很明显,随着鼠疫耶尔森菌的进一步演化,其现代菌株获得Pla内单一氨基酸修饰能力,能优化蛋白酶活性。此修饰并非引发肺炎型鼠疫的必须条件,还需要额外的变化充分诱发腺鼠疫相关的侵袭性感染。

  “我们的研究结果显示,鼠疫耶尔森菌能在演化的极早阶段引起严重的呼吸系统疾病,”资深作者,Northwestern University的微生物学与免疫学助理教授,Wyndham Lathem博士说明。“本研究帮助我们更好的理解细菌如何适应新的宿主环境,通过获得小段DNA引发疾病。我们的数据提示,插入及后续Pla突变令疾病菌株发生新的、快速演化。本信息能显示,新的呼吸系统病原体能够仅仅引发小的基因变化。
(责任编辑:sgx)

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