西奈山伊坎醫學院的科學家發現了一種控制細菌感染的新方法。 2月6日線上出版的《自然-結構與分子生物學》（Nature Structural & Molecular Biology）雜誌介紹了這項研究成果。

研究團隊找到了一種開啟重要細菌防禦機制的方法，以對抗和控制細菌感染。這種防禦系統被稱為基於環狀寡核苷酸的抗噬菌體訊號系統（CBASS），是某些細菌用來保護自己免受病毒攻擊的一種天然機制。細菌透過自毀來防止病毒擴散到族群中的其他細菌細胞。

共同第一作者、伊坎山西奈醫院藥理學教授Aneel Aggarwal 博士說：”我們想觀察細菌自毀系統CBASS 是如何被激活的，以及是否可以利用它來限制細菌感染。這是解決細菌感染問題的一種新方法，細菌感染是醫院和其他環境中的一個重大問題。找到對抗抗生素抗藥性的新工具至關重要。在對抗超級細菌的戰爭中，我們需要不斷創新，擴大我們的工具包，以應對不斷發展的抗藥性。”

根據美國疾病管制與預防中心2019年的報告，美國每年發生超過280 萬例抗菌藥物抗藥性感染，超過3.5 萬人因此死亡。

伊坎西奈山醫院的研究人員揭示瞭如何利用細菌的自我殺傷活性來對抗抗生素抗藥性。上圖：CBASS Cap5 蛋白四聚體（青色所示）與環狀二核苷酸（橘色所示）結合後形成的三維結構，用於破壞細菌本身的DNA（模型，紅色所示）。 DNA 分裂所需的鎂離子顯示為綠色。圖片來源：Rechkoblit 等人，《自然-結構與分子生物學

作為實驗的一部分，研究人員透過結構分析以及各種生物物理、生物化學和細胞測定，研究了”Cap5″（即CBASS-associated protein 5）如何被激活以降解DNA，以及如何利用它來控制細菌感染。 Cap5 是一種關鍵蛋白質，它被環狀核苷酸（小訊號分子）激活，從而破壞細菌細胞自身的DNA。

“在我們的研究中，我們首先確定了許多環狀核苷酸中哪些能激活CBASS 系統的效應器Cap5，”共同第一作者、伊坎西奈山大學藥理學助理教授Olga Rechkoblit 博士說。 “弄清楚這一點後，我們仔細研究了Cap5 與這些小信號分子結合時的結構。然後，在伊坎西奈山醫院研究員Daniela Sciaky 博士的專業幫助下，我們證明了將這些特殊分子添加到細菌在的環境中，這些分子有可能被用來消滅細菌。”

研究人員發現，用環狀核苷酸確定Cap5 的結構是一項技術挑戰，需要布魯克海文國家實驗室AMX 光束線科學家Dale F. Kreitler 博士的專業協助。透過在同一設施使用微聚焦同步加速器X 射線輻射，研究人員完成了這項工作。微聚焦同步加速器X 射線輻射是一種X 射線輻射，它不僅是利用特定類型的粒子加速器（同步加速器）產生的，而且還被仔細地集中或聚焦在一個微小的區域，以便進行更詳細的成像或分析。

接下來，研究人員將探索他們的發現如何適用於其他類型的細菌，並評估他們的方法是否可用於控制由各種有害細菌引起的感染。

編譯來源：ScitechDaily