一氧化碳是臭名昭著的無聲殺手,其能在幾分鐘內致人死亡,盡管其對人是致命性的,但一些微生物卻依賴一氧化碳來生長,并能以其作為生存的能源。近日,一項刊登在國際雜志The ISME Journal上的研究報告中,來自莫納什大學的科學家們通過研究發現,當無法獲取其它營養物質時,某些病原體或會依賴于一氧化碳來生存。
圖片來源:Monash University
文章中,研究人員重點對分枝桿菌進行研究,其能引發包括肺結核、麻風病和布路里潰瘍等多種疾病,在感染期間,這些分枝桿菌會處于營養物質匱乏的有害環境中,這意味著其能夠其能做任何事情來獲取額外的能量,而這些都是非常有利的。研究者Paul Cordero表示,當微生物細胞缺乏其所喜歡的能量時,它們生存的另外一種方式就是清除一氧化碳等氣體,其能將一氧化氮分解成為基本成分,從而為細胞提供足夠的能量來維持生命。
研究者表示,一種名為一氧化碳脫氫酶的酶類能幫助分枝桿菌從一氧化碳中獲取能量,當獲取的能量不足以促進其生長時,研究者發現,一氧化碳的消耗則會促進分枝桿菌長時間地存活;研究結果表明,結核分枝桿菌或能通過利用一氧化碳來在宿主組織中生存。自古以來,結核病就與人類共存,而且其至今仍然是全球人群所面臨的主要衛生負擔,這種細菌感染了全球四分之一的人口,同時其也是引發世界范圍內人群因傳染病死亡的主要原因。
長期以來,研究人員一直知道,結核分枝桿菌能利用一氧化碳,但并不清楚其中的原因和分子機制,基于本文研究結果,研究者預測,其能利用一氧化碳在人體肺部組織中繁衍生存;機體的免疫細胞實際上會制造出少量的一氧化碳,這就能夠促進結核分枝桿菌利用其作為休眠的能量來源;休眠能夠促進結核分枝桿菌在患者體內存活數年,潛伏感染也并不會產生任何癥狀,但其卻足以引發全面爆發的肺結核,比如當個體免疫功能受損時就有可能發病。
最后研究者表示,本文研究闡明了分枝桿菌生存的分子機制,或有望幫助后期開發新型療法抵御諸如肺結核等多種人類傳染病。
原始出處:
Paul R. F. Cordero, Katherine Bayly, Pok Man Leung,et al. Atmospheric carbon monoxide oxidation is a widespread mechanism supporting microbial survival, The ISME Journal (2019). DOI: 10.1038/s41396-019-0479-8
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