病原體可以使用多種毒素來破壞其宿主生物。細(xì)菌，例如引起致命瘟疫的細(xì)菌，使用特殊的注射機(jī)制將其有毒物質(zhì)輸送到宿主細(xì)胞中。多特蒙德馬克斯·普朗克分子生理研究所所長Stefan Raunser和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)對(duì)這種毒素的復(fù)雜機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)分析。他們現(xiàn)在已經(jīng)成功地用另一種物質(zhì)替代了這種納米注射器中的毒素。這一成就為他們終的目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)，即使用細(xì)菌注射器作為藥物中的藥物轉(zhuǎn)運(yùn)劑。
一旦細(xì)菌進(jìn)入宿主生物，它們就會(huì)部署其致命武器。就像注射針一樣，它們插入一條穿過宿主細(xì)胞外部保護(hù)層的通道。然后注入膠囊中包含的有毒蛋白質(zhì)，攻擊細(xì)胞的結(jié)構(gòu)框架。在短短幾分鐘內(nèi)，細(xì)胞死亡。
勞恩瑟(Raunser)的團(tuán)隊(duì)使用冷凍電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)了這種致命機(jī)制，而冷凍電子顯微鏡是世界上只有少數(shù)研究小組采用的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)揭示的是接近原子分辨率的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)。”
定向注入人體細(xì)胞
Stefan Raunser的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)找到了一種方法，可以用不同的蛋白質(zhì)替代細(xì)菌納米注射器中的毒素，然后將其注射到細(xì)胞中。為了使交換起作用，蛋白質(zhì)必須滿足某些條件：蛋白質(zhì)必須具有特定大小，帶正電荷且不能與毒素膠囊相互作用。“通過這項(xiàng)技術(shù)，我們朝著終目標(biāo)邁出了第一步，該終目標(biāo)是在醫(yī)學(xué)中使用這些納米注射器以針對(duì)性的方式將藥物引入人體細(xì)胞，” Raunser說，并描述了成功的研究結(jié)果。
為了將其有毒電荷轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中，注射機(jī)制必須首先與細(xì)胞對(duì)接。但是細(xì)菌必須假裝毒素是一種可以安全吸收的物質(zhì)，從??而欺騙宿主細(xì)胞，類似于著名的特洛伊木馬。為此，它們具有細(xì)胞表面?zhèn)鞲衅髯R(shí)別的區(qū)域。
“我們目前正在尋找毒素的'停靠站'。一旦找到它們并了解了毒素如何與細(xì)胞表面結(jié)合，我們的目標(biāo)是專門改變注射機(jī)制，使其能夠識(shí)別癌細(xì)胞。然后我們可以注射殺傷蛋白僅進(jìn)入腫瘤細(xì)胞。這將在癌癥藥物中以小的副作用開辟全新的可能性，” Raunser預(yù)測。
