贝克酵母帮助生物学家了解真菌的耐药性

基于MSU的生物学家报告了对真菌耐药机制的新认识。为了研究它们，科学家们使用面包酵母表达与膜转运蛋白融合的荧光蛋白。真菌激活保护机制以响应其细胞中有毒化合物的积累。该研究表明酵母(和可能的病原真菌)对抗真菌剂的抗性比以前认为的更复杂。其结果发表在科学报告期刊上。

病原微生物的耐药性是一个严重的医学问题。最广为人知的威胁是抗生素抗性细菌。还发展了一些致病真菌以激活针对抗真菌剂的保护机制。其中一种机制是ABC转运蛋白的过度活化。这些转运蛋白定位于质膜并从细胞质中挤出潜在有害物质。

在具有过度活化的多重耐药性(包括致病性)的真菌中，ABC转运蛋白挤出抗真菌剂，因此显着降低了针对真菌感染的治疗效率。2016年，Belozersky物理化学生物学研究所的一个团队提出了一种抑制真菌多重耐药性的方法。科学家使用烷基 - 罗丹明 - 化合物抑制酵母细胞的保护机制，这些化合物本身对微生物无害。像其他亲脂性阳离子(中度溶于水的带正电离子)一样，这些物质很容易通过细胞膜。此外，烷基 - 罗丹明是荧光的，因此通常在实验室研究中用作染料。

烷基罗丹明引起ABC转运蛋白的无效活动：它们开始抽出染料，而不是丢弃有毒的抗真菌剂。然而，在从细胞中运出后，亲脂性阳离子趋向于立即返回。结果，大多数ABC转运蛋白正在忙着泵出无害染料，而同时加入烷基罗丹明的抗真菌剂在细胞质中积累。

“当细胞中异生素的浓度增加时，它会启动补偿反应，即细胞开始产生更多的ABC转运蛋白，从而更快地泵出潜在有害物质，”该作品的合着者Dmitry Knorre说。，Belozersky物理化学生物学研究所高级研究员。“我们假设亲脂性阳离子不会引起代偿反应。由于它们的正电荷，它们进入带负电荷的细胞器(线粒体)并在那里积累。因此，这些物质不会以高浓度存在于处理过的细胞质中。根据我们的知识，真菌异生素传感器在细胞质中起作用。我们预计细胞不能检测线粒体内的异生素，

为了验证这一假设，研究人员向面包酵母中添加了一种名为十二烷基三苯基鏻(C12TPP)的亲脂性阳离子。这些众所周知的酵母物种通常用作研究真菌分子机制的模式生物。为了方便研究，科学家们产生了一种杂交蛋白 - 其中一部分是一种主要的真菌ABC转运蛋白，另一种是绿色荧光蛋白。当照射时，该化合物发光，因此可以通过荧光显微镜观察其在细胞中的积累。第二部分不干扰酶活性，蛋白质在细胞中起ABC转运蛋白的作用。

该研究表明，与亲脂性阳离子的相互作用仍然使细胞启动补偿反应。在亲脂性阳离子存在下，酵母产生并积累了比常规条件下更多的ABC转运蛋白。其他方法也表明用亲脂性阳离子处理后多重耐药性增加。帮助细胞检测线粒体中的异生素的机制仍然未知。它可能涉及几种对潜在有害物质起反应的互补系统。它们的运作原则仍有待确定。作者计划包括致病真菌在进一步研究中。

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