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細菌孢子是地球上抵抗性的有機體，而且其攜帶有額外的蛋白質(zhì)外層，這是先前的研究所沒有發(fā)現(xiàn)的。該研究結(jié)果發(fā)布在一期的Current Biology雜志上，這項發(fā)現(xiàn)有助于深入理解肉毒桿菌，破傷風桿菌和炭疽桿菌等細菌的生存方式。
這項研究是由紐約大學基因組和系統(tǒng)生物學研究中心，洛約拉大學醫(yī)學中心和普林斯頓大學分子生物學系的科學家共同完成的。
科研人員以非致病性細菌Bacillus subtilis的孢子作為研究對象，Bacillus subtilis是土壤中一種常見的細菌。盡管它是非致病性的，但Bacillus subtilis存在很多與含有孢子的病原體相同的結(jié)構(gòu)特征。他們對組成孢子保護層的蛋白進行檢測，先前的研究主要關(guān)注孢子保護層的組成成分，其大約由70種不同的蛋白組成，但幾乎沒有研究關(guān)注這些蛋白在形成孢子保護層過程中的互作機制。
為了研究蛋白之間的互作，研究人員檢測了正常孢子和突變孢子外層的形成。在突變的孢子中，他們對所選擇的外層蛋白進行基因移除處理，這就使得研究人員能夠了解，對于孢子的外衣來說，哪些蛋白是必需的，而哪些蛋白又是無關(guān)的。
為了在活體細胞中觀察蛋白質(zhì)的行為，研究人員將編碼孢子外衣蛋白的基因綁定到標記物上，標記物是一種綠色熒光蛋白。這一步驟能夠檢測到蛋白形成孢子保護外衣的過程。通過熒光顯微鏡實驗和高分辨率成像分析技術(shù)的結(jié)合使用，研究人員建立了一個孢子外層的圖譜。實驗結(jié)果表明在孢子外層上存在著新的外層結(jié)構(gòu)。使用電子顯微鏡，研究人員能夠證實這個新外層的存在。
研究人員將這個孢子的外層命名為"孢子殼"（spore crust），但還沒有*確認，這個外層是所有孢子結(jié)構(gòu)細菌的共同特征，比如肉毒桿菌，破傷風桿菌，炭疽桿菌等
這項研究是由美國國家綜合醫(yī)學研究所支持的。
推薦原文出處：
Current Biology doi:10.1016/j.cub.2010.03.060
A Distance-Weighted Interaction Map Reveals a Previously Uncharacterized Layer of the Bacillus subtilis Spore Coat
Peter T. McKenney1, Adam Driks2, Haig A. Eskandarian1, 4, Paul Grabowski1, 5, Jonathan Guberman3, Katherine H. Wang1, 6, Zemer Gitai3 and Patrick Eichenberger1, ,
1 Center for Genomics and Systems Biology, Department of Biology, New York University, New York, NY 10003, USA
2 Department of Microbiology and Immunology, Loyola University Medical Center, Maywood, IL 60153, USA
3 Department of Molecular Biology, Princeton University, Princeton, NJ 08540, USA
Bacillus subtilis spores are encased in a protein assembly called the spore coat that is made up of at least 70 different proteins. Conventional electron microscopy shows the coat to be organized into two distinct layers. Because the coat is about as wide as the theoretical limit of light microscopy, quantitatively measuring the localization of individual coat proteins within the coat is challenging. We used fusions of coat proteins to green fluorescent protein to map genetic dependencies for coat assembly and to define three independent subnetworks of coat proteins. To complement the genetic data, we measured coat protein localization at subpixel resolution and integrated these two data sets to produce a distance-weighted genetic interaction map. Using these data, we predict that the coat comprises at least four spatially distinct layers, including a previously uncharacterized glycoprotein outermost layer that we name the spore crust. We found that crust assembly depends on proteins we predicted to localize to the crust. The crust may be conserved in all Bacillus spores and may play critical functions in the environment.
