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“活的非可培养”霍乱弧菌的细胞结构和蛋白质组研究

01

文章背景简介

BACKGROUND INTRODUCTION

细菌“活的非可培养(viable but noncuturable ,VBNC)”状态是细菌在不良环境下的一种特殊存在形式,是指当细菌处于不良环境条件下,细胞会缩成球形,用常规方法培养并不能生长繁殖,但在适当的条件下仍然能复苏并具有生物活性、毒性或致病性的一种特殊生理状态。VBNC是细菌抵抗恶劣生存环境的一种自我保护状态。进入VBNC状态的病原菌在不良环境中,丧失了在培养基上生长繁殖的能力,但仍具有与原菌相似的致病性。这可能成为逃避检测的“隐性”传染源,对周围的环境及人类安全有着潜在的威胁。

霍乱弧菌是人和动物烈性肠道传染病霍乱的病原体,O1型弧菌可引起急性腹泻霍乱。与许多其他细菌一样,低温、寡营养环境可以诱导霍乱弧菌进入VBNC状态。人体在服用VBNC状态的霍乱弧菌后,霍乱弧菌会恢复到可培养和致病性状态,从而对公众健康构成潜在威胁。

2019年,荷兰莱顿大学Susanne Brenzinger等人,在《Frontiers in Microbiology》杂志(IF2019=4.092)发表了题为“Structural and Proteomic Changes in Viable but Non-culturable Vibrio cholerae”的文章。

02

所用到的主要方法

METHODS

1.平板计数法

2. 细菌细胞活性测定

3. 冷冻电子断层扫描技术(cryo-ET)

4.超高效液相色谱(UPLC)

5.超高效液相串联二级质谱(UHPLC- MS/MS)LC-MS

03

文章主要内容摘要

ABSTRACT

在低温或寡营养条件下,细胞会进入一种活的但不可培养(VBNC)状态。VBNC状态的特点是形态学改变、代谢活性低,实验室常规方法无法培养。本文首次利用冷冻电子断层扫描技术观察了VBNC状态霍乱弧菌的细胞超微结构。此外,还比较研究了LB过夜培养的霍乱弧菌和VBNC状态霍乱弧菌的蛋白质组和肽聚糖组成差异。VBNC细胞的形态重构表现为明显的细胞外膜开裂,导致鞭毛和绒毛的不适当嵌入。然而,肽聚糖和渗透调节周质葡聚糖的变化很小。铁元素的吸收和储存过程、肽吸收和精氨酸生物合成过程中的蛋白质在VBNC细胞中会显著过表达,中心碳代谢途径中的酶类表达水平则较低。最后,几种霍乱弧菌致病性因子在VBNC状态下含量较低,这有可能限制了霍乱弧菌的感染潜力。本研究对VBNC细胞的生理学及其代谢和结构蛋白提供了新的见解。

▼相关链接▼手把手教你用PyMOL作出蛋白结构图——1. 基础篇

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