人类肠道是一个多物种栖息地，可以控制我们的健康和福祉。细菌、病毒和微生物真菌是这个复杂微生物群落的一部分，帮助我们进行消化和免疫防御。如果肠道菌群受损，例如被污染的饮用水或被细菌感染的食物，则可能导致传染病。耶拿弗里德里希席勒大学卓越集群“微宇宙平衡”的研究人员正在研究霍乱细菌如何破坏肠道平衡并同时产生致病毒素。在最新一期的EMBO 杂志中，他们提出了一种以前未知的产生霍乱毒素的分子机制。
该机制的核心是小核糖核酸 (sRNA) 和小蛋白质。“小核糖核酸和小蛋白质在过去常常被忽视，但它们在微生物的生理学中发挥着重要作用，”Kai Papenfort 教授解释说。耶拿大学普通微生物学教授 Papenfort 继续说：“到目前为止，这些小分子发挥作用的分子机制还没有得到完整的探索。”
核糖核酸在霍乱病原体的代谢中以两个不同的水平进行干预
在他们的出版物中，Papenfort 和他的团队能够证明一种称为 VcdRP(霍乱弧菌双 RNA 和蛋白质)的 RNA 分子在两个不同的水平上干预霍乱病原体的代谢，从而控制其有害影响。“一方面，VcdRP 中包含的 sRNA 分子抑制了霍乱毒素的产生。另一方面，这种小核糖核酸也同时承担了一段遗传信息的作用，并编码了一个小调节蛋白的蓝图，”帕彭福特说。反过来，这种蛋白质会激活中央代谢途径，将膳食碳转化为能量和氨基酸等生物合成构件。
“我们的工作表明，霍乱细菌的毒素产生及其致病特性与其代谢直接相关，”Papenfort 说。研究人员首次能够在霍乱细菌中鉴定出具有这种双重功能的 sRNA。他们的发现为开发抗击霍乱的新方法提供了重要基础。同时，新数据可用于微生物的生物技术应用，这些微生物使用与双功能 RNA 相同的分子机制。通过研究，Papenfort 领导的团队支持集群的目标，即了解微生物群落的基本机制和开发创新的治疗方法。