2024年4月17日,华盛顿大学-西雅图分校等机构的研究人员在Nature发表题为Streptomyces umbrella toxin particles block hyphal growth of competing species的文章。
链霉菌是一种普遍存在的土壤细菌属,大多数临床使用的抗生素都来自于它。这些抗菌分子的产生反映了链霉菌与其他细菌,包括其他链霉菌物种之间的无情竞争。
该研究表明,除了小分子抗生素外,链霉菌还产生和分泌抗菌蛋白复合物,其特征是一个大的、退化的含有重复的多态毒素蛋白。这些颗粒的低温电子显微镜结构显示了一个延伸的茎,顶部是一个由毒素重复脚手架组成的环状冠,五个凝集素尖端的辐条,这使研究人员将它们命名为伞状颗粒。彩色链霉菌编码三种具有不同毒素和凝集素组成的伞状颗粒。值得注意的是,含有这些毒素的上清液特异性和有效地抑制了从筛选的多种细菌中选择的链霉菌物种的生长。对于一个目标,灰色链霉菌,抑制依赖于单一的毒素和中毒表现为快速停止营养菌丝生长。
该研究表明链霉菌伞状颗粒介导相关物种营养菌丝之间的竞争,这一功能不同于小分子抗生素,后者在生殖生长开始时产生,作用广泛。序列分析表明,伞状颗粒的作用超出了链霉菌,因为研究人员在近1000种放线菌中发现了伞状位点。