细菌防御机制触发器的发现可能带来新的抗生素
致病细菌沙门氏菌（血清型菌）（神秘的地球配图）
（神秘的地球报道）据EurekAlert!：科学家利用有关控制细菌防御的一种蛋白质的新发现，揭示出了致病细菌盔甲上的一条裂缝。
细菌用一批防御机制对有压力的情况做出反应，这些情况诸如用完了营养物质、被抗生素攻击，或者遇到了宿主的免疫系统。这些机制包括构建一个抵抗性的外套、在它们的表面生长出防御性的结构，或者制造酶从而分解攻击者的DNA。
这项新的研究表明，一种叫做sigma54的蛋白质抑制着细菌的防御，直到它遇到压力，这时这种蛋白质重新排列了它的结构从而触发这些防御，使其发挥作用。sigma54控制的防御的范围如此广泛，以至于科学家正在迅速着手了解如何抑制它的作用并使细菌的一些盔甲无效化。
由英国伦敦帝国理工学院的科研人员与中国北京大学、美国宾夕法尼亚州立大学以及美国威斯康星大学麦迪逊分校的合作者在今天（2015年8月21日）出版的《科学》杂志上发表了这项研究的发现。
科学家已经知道了sigma54的存在，但是在这项新的研究中，这个研究组使用英国的国家同步加速器装置——设在牛津郡的钻石光源中心（Diamond Light Source ）——探索了sigma54细微的结构和功能
一种叫做RNA聚合酶（RNAP）的细胞机器是让细菌发挥功能的关键。在这项研究中，这个研究组使用钻石光源膜蛋白实验室的先进的能力，首次看到了sigma54如何指引RNA聚合酶（RNAP）附着在细菌DNA上，在那里它做好了建立细菌防御的准备。
RNA聚合酶（RNAP）-sigma54复合体只有在被激活的时候才会工作，科学家长久以来一直试图弄清楚sigma54如何在分子水平上约束RNA聚合酶（RNAP）。他们希望，理解RNA聚合酶（RNAP）是如何受到控制的，这最终将会带来让细菌防御机制失效的新方法以及能够杀死细菌的新化合物。
该研究的主要作者、来自英国伦敦帝国理工学院结构生物学中心与医学系的Xiaodong Zhang教授说：“细菌越来越多地发展出对抗生素的耐性，随着结核病等疾病的耐药株的出现，我们迫切需要找到应对这个问题的新方法。”
她还说：“RNA聚合酶（RNAP）机器对于细菌发挥功能绝对是关键，在我们的新研究里，我们已经发现了sigma54使RNA聚合酶（RNAP）机器沉默的多个策略。如果我们能够找到利用sigma54的能力去控制细菌的防御的方法，那么我们就有可能抑制细菌发挥正常功能，或者阻止它们进行自我防御。我们正处在这项研究的早期阶段，但是如果我们最终能够成功，我们可能让药物再次具有优势。”
该研究的共同作者、来自英国帝国理工学院生命科学系的Martin Buck教授说：“许多重要的细菌，诸如沙门氏菌和克雷伯氏菌，依赖于这种机制引发它们的压力应答和防御，这让操纵这种机制的前景变得更加诱人。联合使用sigma-54和RNA聚合酶（RNAP）去控制这些防御，看起来是一种既非常古老又极为复杂的控制基因表达的策略。”
在过去的四年里，英国的生物技术与生物科学研究理事会（BBSRC）资助了此项研究，在这些发现发表之后，英国医学研究理事会（MRC）授予了另一项资助，用于探索包括沙门氏菌和克雷伯氏菌在内的病原细菌的控制性基因。
这种蛋白质的结构是由钻石光源中心的实验确定的，帝国理工学院与钻石光源中心合作运行了该机构的这个膜蛋白质实验室。这个先进的实验室是一个科研与训练机构，为对利用X射线晶体学解决膜蛋白3D结构感兴趣的科学家服务。
这项研究的大部分是由英国生物技术与生物科学研究理事会资助的，中国国家自然科学基因委员会、中国国家留学基金管理委员会和美国国立卫生研究院提供了进一步的支持。
