铜绿假单胞菌是一种重要的机会病原体，可导致危及生命的感染，并导致高发病率和死亡率。来自 TWINCORE、汉诺威实验和临床感染研究中心以及不伦瑞克亥姆霍兹感染研究中心 (HZI) 的研究人员现在已经能够证明，一种酶通过修饰 tRNA 来控制毒力。他们希望他们的发现将为新疗法的开发铺平道路。

铜绿假单胞菌感染可以通过人与人之间的接触传播，但也可以在各种环境中出现。这种细菌在潮湿的环境中繁殖，包括自来水、洗碗机、水槽、淋浴或厕所。此外，它可以在土壤和水中找到。“问题是你无法真正避免铜绿假单胞菌，”TWINCORE 分子细菌学研究所和 HZI 同名部门的负责人 Susanne Häußler 教授说。

“此外，细菌可以形成生物膜群落，这些生物膜群落嵌入自身产生的基质中，保护它们免受免疫细胞和抗生素的侵害，”Häußler 说。

这样，铜绿假单胞菌天然对大量抗生素不敏感，因此是最有问题的医院细菌之一。与抗生素不同，所谓的病原体阻断剂的开发研究正在全速进行，这种药物的目的不是杀死病原体，而是预防或削弱其致病作用。

研究表明，一种名为 GidA 的酶显着参与细菌细胞之间的通讯(群体感应)和铜绿假单胞菌生物膜的形成。GidA 是否也可能是铜绿假单胞菌致病性的核心，因此是未来病理阻断剂的潜在靶点?

Häußler 和她的团队在当前的研究中调查了这个问题。GidA 是一种修饰关键 tRNA分子的酶。tRNA 分子通过解码遗传密码的能力参与蛋白质生产——可以说，GidA 为其中一些分子提供了最后的修饰。

“我们研究了当 GidA 无法再对 tRNA 分子进行改变时会发生什么，并探讨了对细菌致病性的影响，”该研究的第一作者之一、HZI 科学家 Nicolas Oswaldo Gomez 博士说。

在他们的研究中，研究人员使用遗传方法产生了一种铜绿假单胞菌菌株，该菌株不再能够产生 GidA 酶。在使用细胞培养和动物模型的各种实验环境中，研究人员将转基因细菌与野生型细菌的致病性进行了比较。

“在所有实验中，与野生型相比，致病性显着降低。如果 GidA 不存在，一些 tRNA 分子将不再被修饰，这显然意味着不再产生对致病性至关重要的蛋白质，”Gomez 说。“例如，在进一步的研究中，我们能够确定生物膜的结构发生了改变，并且喹诺酮抗生素比野生型抗生素显着更有效。”

Häußler 说，“如果 tRNA 分子不能被 GidA 修饰，铜绿假单胞菌就会显着失去其有效性，生物膜保护屏障变得可渗透。对于开发病理阻滞剂的新潜在靶点来说，这些都是非常有希望的结果。”

利用各种组学方法和生物信息学分析，研究人员还能够准确显示哪些类型的 tRNA 分子被 GidA 修饰以及在哪些点被修饰。这些修饰过的 tRNA 分子仅在某些蛋白质的合成过程中以及基因的开头或结尾处发挥作用。

“我们的研究结果清楚地表明，铜绿假单胞菌的致病性受到特殊的表观遗传控制过程的影响，其中 GidA 的功能就像一种压倒一切的开关，”Häußler 说。“我们可以而且应该利用这一点——作为开发针对铜绿假单胞菌和其他高度问题的细菌病原体的有效病理阻断剂的起点。”

在后续研究中，研究人员希望寻找其他参与 tRNA 分子修饰的酶。

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