细菌的暗器：被软木塞固定在胶囊内的毒素

该微生物群是估计100万亿细菌的家园，以许多不同菌株和物种的密集菌落存在。与所有生物一样，细菌也必须相互竞争空间和资源，通过释放毒素杀死竞争对手来进行“战争”。在这场不可避免的战斗中，细菌使用的众多武器之一是VI型分泌系统（T6SS），它将有毒效应物传递给敌人。

　　

有益的细菌假单胞菌保护植物免受真菌和细菌的侵害。然而，在这种看似无私的行为背后，隐藏着一个复杂的系统，通过这个系统，细菌试图通过消灭它们的竞争对手来占据一个生物生态位。为了这个目的，细菌进化出了一整套毒药和各种注射系统来为战斗做准备。

就像毒箭

在革兰氏阴性菌中，最广泛使用的注射机械之一是VI型分泌系统。当这一机制被激活时，细胞内部就会组装一个纳米管，通过它，尖端带有致命毒性蛋白质的毒镖被射入竞争对手体内。这些有毒蛋白质中的一种，细菌RhsA效应蛋白的3D结构，现在已经被Stefan Raunser和John Whitney的团队解决了。科学家们发现，RhsA效应器由三个连接部分组成:有毒武器本身，包裹它的茧，和一个软木塞状的塞，将包裹在茧中的毒素完全封住。

解锁细菌武器

“茧保护细菌免受自身产生的毒素的伤害，”斯蒂芬·朗瑟说。“我们已经在细菌Tc毒素中观察到非常相似的策略。”科学家们已经证明，效应蛋白本身可以将海豹和毒素从蛋白质中分离出来，从而解锁致命武器。然而，毒性成分的释放目前还不可能，因为密封可以保证茧的安全。“我们怀疑，当毒箭穿透敌人的细菌时，会产生机械力来移除裂开的密封，就像香槟软木塞弹出时一样。这将确保毒素在正确的时间、正确的地点被释放出来。”

在一系列早期的合作项目中，科学家们已经获得了大量关于T6SS注射系统如何工作的知识。他们能够揭示效应体是如何在细胞内运输的，它们是如何装载在毒镖上的，以及毒镖是如何被运送到宿主细胞的。“我们最新的合作工作为Rhs效应因子的武装过程及其对毒素释放的重要性提供了分子上的见解。我非常乐观，我们的持续合作将揭示更多的T6SS机制的细节。这可能在某一天允许细菌工程与改善的病原体抑制能力，对抗菌和抗真菌应用有用。”John Whitney说。

Journal Reference:

1. Patrick Günther, Dennis Quentin, Shehryar Ahmad, Kartik Sachar, Christos Gatsogiannis, John C. Whitney, Stefan Raunser. Structure of a bacterial Rhs effector exported by the type VI secretion system. PLOS Pathogens, 2022; 18 (1): e1010182 DOI: 10.1371/journal.ppat.1010182