活大肠杆菌迄今最清晰结构图发布
活大肠杆菌的显微图像揭示了其保护性外膜的斑块性质。图片:本等人，英国伦敦大学学院
许多细菌的外膜是对抗抗生素的强大屏障，也是细菌产生耐药性的重要因素。根据25日发表在《美国国家科学院院刊》上的论文，研究人员记录了有史以来最清晰的活细菌图像，并揭示了其外膜的结构。
研究表明，革兰氏阴性菌的保护性外膜表面可能存在斑块。外膜含有密集的蛋白质积木网络，由无蛋白质的补丁交替排列而成。这些斑块富含糖链(糖脂)分子，这些分子使外膜保持紧密。
这是一个重要的发现，因为革兰氏阴性菌坚韧的外膜阻止了一些药物和抗生素穿透细胞。科学家认为，一些细菌的耐药性，包括鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌、沙门氏菌和大肠杆菌等肠杆菌科细菌，比耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌更具威胁性，部分原因是由于外膜。
为了更好地了解这种结构，科学家们使用了一根针尖只有几纳米宽的微型针，在活的大肠杆菌上画了一条线。获得的细菌表面分子结构图像显示，细菌的整个外膜布满了由蛋白质形成的微孔，这些微孔允许营养物质进入但阻止毒素进入。
图像还显示，外膜上有许多似乎不含蛋白质的斑块。这些斑块含有常见于革兰氏阴性菌表面的糖脂。
据研究人员介绍，教科书中细菌外膜的图片显示，蛋白质以无序的方式分布在膜上，与膜的其他成分混合良好。这个图像显示事实并非如此，而是含有糖脂的斑块从富含蛋白质的外膜网络中分离出来，就像油水分离一样，在某些情况下，会在细菌的外膜上形成缝隙。这说明外膜不一定能完全覆盖整个细菌，也不一定很难突破，但可能存在较强或较弱的斑点，可以成为抗生素的作用靶点。
论文作者、伦敦大学学院教授巴特·霍格诺姆(Bart Hognom)表示，这意味着现在可以研究这种结构是否以及如何影响外膜的功能、完整性和抗生素耐药性。
研究小组还推测，这些发现可能有助于解释细菌如何在保持严密保护屏障的同时快速生长:在适当的条件下，大肠杆菌可以在20分钟内***一次。他们认为糖脂斑块可能比蛋白质网络允许更多的膜拉伸，使膜更容易适应细菌的生长尺寸。
主编圈
几十年前，人们发现许多细菌，如大肠杆菌，都有外膜。有外膜的细菌往往对抗生素的抵抗力更高。以前的研究表明，细菌的外膜惊人地坚固，它也是一个化学屏障。盾的结构是怎样的，它的弱点是什么？这一次，研究人员获得了活细菌的***照片，并观察了它的外膜结构。含糖脂的斑块与富含蛋白质的外膜网分离，有些地方形成缝隙。这些缺口的意义何在，能否有助于开发出更有特色的“矛”，还要看研究人员下一步的研究。
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