Science两篇文章聚焦细菌作用机理

　　

生物通报道：细菌是指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作拟核区(或拟核)的裸露DNA的原始单细胞生物，包括真细菌（eubacteria）和古生菌（archaea）两大类群。这种生物是自然界分布最广、个体数量最多的有机体，人类身体就是无数细菌的居所。近期两个不同的研究团队获得了这方面的两项重要研究进展，发表在Science杂志上。

来自英国伯明翰大学等处的研究人员发现在感染HIV的非洲成年人中的一种有缺陷的免疫反应使得他们特别容易感染某些沙门氏杆菌的菌株。他们的发现可帮助解释为什么HIV患者会因为这种条件致病菌而造成如此高的死亡率。

HIV患者的这一缺损的免疫反应具有严重的后果，尤其是当其面临继发性感染的时候。研究人员通过系列实验发现，在感染HIV的患者中，针对该细菌的脂多糖（或称LPS，这是细菌细胞壁中的蛋白）的特异性抗体的浓度是增加的。在具有健康免疫反应的患者中，其产生的特异性抗体是针对细菌的外侧膜蛋白的，这些抗体可成功地杀灭沙门氏菌并清除感染。

研究人员接着发现，HIV感染的血清仍然可以杀灭缺乏LPS的沙门氏菌株，而将HIV感染的血清中清除掉LPS特异性的抗体可使得该血清重新具有抗沙门氏菌的功效。他们的发现意味着HIV所造成的缺陷不止是细胞介导的免疫，而体液免疫（是由分泌的抗体所介导的）在以LPS蛋白为标靶的免疫反应中也受到了相当大的损害。

这一成果可帮助解释为什么HIV患者会因为这种条件致病菌而造成如此高的死亡率。他们的结果可能还可以使人们在未来生产出更为有效的针对HIV的疫苗，这些疫苗还可保护人们不受沙门氏菌的感染。

研究人员估计受到HIV感染的患者可能较难产生针对沙门氏菌的特异性抗体，因此他们认为未来的疫苗应该将该沙门氏菌的外侧膜作为标靶，而不是以LPS作为标靶。

另外一篇文章中，研究人员发现和阐述了细菌体内控制转录延伸（transcription elongation）的常规机理。他们认为这一机理依赖游离核糖体和核糖核酸聚合酶（RNAP）之间的协同作用，因为这种协同作用使得转录率对应于转译的需求进行精确调整。此项研究有可能帮助人们开发出干扰细菌基因表达的新途径和为抗生素疗法提供新目标。

研究人员发现在不同的生长条件下，转录延伸率和转译率完全吻合。他们同时注意到，转录率依赖于调节核糖体速度的密码子使用或稀有密码子频率。此外，他们表示，核糖体的速度决定了核糖核酸聚合酶的速度，通过化学或基因操作让核糖体加速或减速能导致核糖核酸聚合物的速度出现相应的变化。

转录和转译是遗传密码转为蛋白质过程中两个重要步骤。数据显示，这两个步骤紧密耦合在一起，缺少其中任何一个，遗传密码转为蛋白质的过程均无法有效进行。因此，科学家认为，通过有意地阻断核糖核酸聚合酶与核糖体间的物理联系，破坏两个步骤间的耦合，有望成为干扰细菌基因表达的新方法和抗生素治疗的新目标。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Dysregulated Humoral Immunity to Nontyphoidal Salmonella in HIV-Infected African Adults

Nontyphoidal Salmonellae are a major cause of life-threatening bacteremia among HIV-infected individuals. Although cell-mediated immunity controls intracellular infection, antibodies protect against Salmonella bacteremia. We report that high-titer antibodies specific for Salmonella lipopolysaccharide (LPS) are associated with a lack of Salmonella-killing in HIV-infected African adults. Killing was restored by genetically shortening LPS from the target Salmonella or removing LPS-specific antibodies from serum. Complement-mediated killing of Salmonella by healthy serum is shown to be induced specifically by antibodies against outer membrane proteins. This killing is lost when excess antibody against Salmonella LPS is added. Thus, our study indicates that impaired immunity against nontyphoidal Salmonella bacteremia in HIV infection results from excess inhibitory antibodies against Salmonella LPS, whereas serum killing of Salmonella is induced by antibodies against outer membrane proteins.