Nature Microbiology确定了细菌中负责气体囊泡聚集的蛋白质

莱斯大学的生物工程师和圣路易斯华盛顿大学和杜克大学的同事们发现了一种蛋白质纳米结构，它在某些微生物的细胞结构中起着作用，为更有效的生物技术和生物医学应用铺平了道路。

　　

气体囊泡是由某些微生物细胞中发现的蛋白质制成的中空结构，莱斯大学的研究人员认为它们可以被编程用于生物医学应用。

“在细胞内部，气体囊泡以美丽的蜂窝状排列。这种模式是如何形成的还没有被完全理解。我们首次发现了一种可以调节这种模式的蛋白质，我们相信这将是分子微生物学的一个里程碑，”生物工程助理教授、德克萨斯癌症预防和研究所的学者George Lu说。

Lu及其同事在《自然微生物学》杂志上发表了他们的研究结果。论文的第一作者是Zongru Li，他是Lu教授合成大分子组装实验室生物工程专业的四年级博士生。

“气泡是由锥形端帽封闭的圆柱形管，它们在原生宿主的细胞内提供浮力。”

这些囊泡存在于五门细菌和两组古生菌(单细胞生物)中。大多数细菌都局限于淡水池塘中常见的浮游微生物。最近的囊泡工程已经导致了许多应用，包括报告基因成像、声学控制和有效载荷传递。研究报告的合著者、圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院生物医学工程助理教授戴一凡(Yifan Dai，音)说，他们被这个问题所吸引，那就是为什么囊泡会以蜂窝状的形式形成。

在华盛顿大学同事Alex Holehouse和杜克大学同事Ashutosh Chilkoti和Lingchong You的帮助下，研究小组发现这种模式是对空间最有效的利用，而集群形式在其功能中起着一定作用。最值得注意的是，这些蛋白质团簇是在亚饱和溶液中形成的，这是一种以前发现的新的生物结构形式，它驱动了这些囊泡的组织。总之，他们发现了这种神秘新形式背后的功能。戴教授说:“卢实验室领导的研究小组发现，一种独特形式的蛋白质簇在亚饱和溶液中专门组装，驱动了这种簇行为。”他补充说，这增加了相变如何影响细胞组织和细胞功能的证据。

Lu和他的团队利用遗传、生化和成像方法，正在探索蛋白质的纳米结构。气囊稳定细菌胞浆内的气泡-细胞内的液体-并提供气液界面，可用于超声或MRI对比。

“在我们的实验室里，我们正在利用合成生物学的力量来扩大这些蛋白质纳米结构的应用，通过改造基因和细胞，我们的目标是构建在生物技术和生物医学应用中表现更有效的气体囊泡。”