移动能力是沙门氏菌和大肠杆菌等细菌有效传播感染的关键。它们可以利用被称为鞭毛的线推动自己前进,鞭毛由鞭毛旋转马达提供动力。但是这个旋转马达是如何驱动的一直是科学家们的一个谜。现在,UCPH的研究人员表明,细菌鞭毛马达是由另一个更小的旋转马达驱动的。

在我们周围和身体里有数十亿的细菌,其中大多数是无害的,甚至是有益的。但是一些细菌如大肠杆菌和沙门氏菌会引起感染。游泳的能力可以帮助细菌寻找营养物质或在身体的某些部位定居并引起感染。

哥本哈根大学健康与医学科学学院的研究人员现在已经提供了这种细菌运动是如何被驱动的基本见解,解决了该领域长达一年的谜团。

令人惊讶的是,研究小组发现定子单元本身实际上也是一个微型旋转马达。这个小马达驱动大马达,使丝线旋转,使细菌移动。这一结果与现有的定子单元机制理论相矛盾,这一新知识可能对对抗细菌疾病有用。

“大多数研究人员,包括我们自己,实际上认为定子单元的技术机制和结构与我们的研究结果大不相同。”了解该单位的实际组成和功能为治疗目的铺平了道路。尼古拉斯·泰勒说:“当我们知道是什么让细菌移动时,我们也可能能够抑制这种运动,从而阻止它的传播。”

研究人员通过低温电子显微镜确定了定子单元复合物的结构。利用这种技术,他们能够阐明它的结构,看到它是如何被激活的,并为它如何驱动鞭毛马达的旋转提供了一个详细的模型。

马达由两种蛋白质组成:MotA和MotB。MotB蛋白固定在细胞壁上,并被MotA蛋白包围,当离子动力分散时,MotA蛋白围绕MotB旋转。MotA的旋转反过来为大型细菌马达的旋转提供动力,”尼古拉斯·泰勒说。

“此外,我们的模型显示了定子单元如何为细菌鞭毛马达在两个方向上的旋转提供动力,这对细菌改变游泳方向至关重要。如果不改变方向,细菌只能朝着一个方向直线游动。”

该小组的下一步是找出是否有可能使用可能具有抗生素作用的化合物来抑制定子单元。