显示细胞核（青色）、线粒体（品红色）和贝氏柯克斯体蛋白mcef（黄色）的人体。
细胞。该图证明了mcef与细胞线粒体的共定位。
巴西圣保罗大学（usp）的研究人员与澳大利亚的同事合作，发现了一种新的细菌蛋白质，即使细胞有严重的细菌负荷，也可以保持人体细胞健康。这一发现可能会为与线粒体功能障碍相关的各种疾病（如癌症和自身免疫性疾病）带来新的**方法。线粒体是细胞器，提供为细胞生化反应提供动力所需的大部分化学能。
该研究发表在pnas杂志上。研究人员分析了贝氏柯克斯体在这种细菌侵入宿主细胞时释放的130多种蛋白质，发现至少一种蛋白质能够通过直接作用于线粒体来延长细胞寿命。
在入侵宿主细胞后，贝氏梭菌释放出一种迄今为止未知的蛋白质，作者称之为线粒体轴心体效应器f（mcef）。mcef 与谷胱甘肽过氧化物酶 4 （gpx4） 相互作用，谷胱甘肽过氧化物酶 4 是一种位于线粒体中的抗氧化酶，通过促进抗氧化作用来改善线粒体功能，避免细胞损伤和死亡，当病原体在哺乳动物细胞内复制时可能发生。
贝氏梭菌使用各种策略来防止入侵细胞的死亡并在其中繁殖。一种是 mcef 对 gpx4 的调制，这是我们在本文中发现和报道的机制。这些蛋白质在细胞线粒体中的重新分配使哺乳动物细胞即使感染了非常大的细菌负荷也能活得更久，“该文章的通讯作者之一、ribeirãopreto医学院（fmrp-usp）教授dario zamboni说。
该研究是在炎症性疾病研究中心（crid）进行的，该中心是fapesp的研究，创新和传播中心（ridc）之一，与澳大利亚莫纳什大学教授hayley newton合作。
基本上，我们发现了贝氏梭菌使用的一种策略，可以在密集复制的同时保持细胞健康更长时间。我们发现它的蛋白质mcef将gpx4重定向到线粒体，在那里它作为一种有效的抗氧化剂，为受感染的细胞解毒并防止细胞成分老化，同时允许细菌的复制，“该文章的第一作者robson kriiger loterio说，该文章源自他的博士研究。
贝氏梭菌是一种称为 q 热的严重感染的病原体，q 热是一种相对常见但很少诊断的人畜共患病。根据作者的说法，农业爆发是“日益严重的经济和公共卫生负担”。
这种细菌在人类中引起非典型肺炎，在一些动物中引起尾菌病，如牛、绵羊和山羊。zamboni解释说，它高度适应于侵入和控制巨噬细胞和单核细胞 - 白细胞是生物体前线免疫防御的一部分 - 抑制宿主对感染的反应。
深入研究这种细菌的兴趣恰恰在于它颠覆细胞功能的能力。与其他细菌不同，这些细菌只有在繁殖到大量时才会引起疾病，单个贝氏梭菌就足以使健康人生病。因此，它有效地调节它侵入的细胞。我们开玩笑地称它为一位杰出的细胞生物学家，因为它能够调节宿主细胞中的一切，“zamboni说。
他补充说，贝氏梭菌的另一个有趣的方面是，它在细胞中复制了大约一周。相比之下，导致严重食物中毒的沙门氏菌会在不到 24 小时内导致宿主细胞死亡。
观察贝氏梭菌是了解细胞如何运作的好方法。在这项研究中，它帮助我们了解如何**线粒体功能障碍，并为人类程序性细胞死亡提供了见解，“他说。
为了分析这种细菌颠覆巨噬细胞并直接作用于线粒体的能力，研究人员对大蜡蛾（galleria mellonella）的幼虫进行了体外测定和实验。在研究的第一阶段，他们研究了来自贝氏梭菌的80多种新蛋白质，这些蛋白质有可能与宿主细胞相互作用并破坏其功能。“我们最终专注于mcef，因为它直接作用于线粒体，线粒体在细胞死亡过程中起着关键作用，”zamboni说。
该小组现在将继续在两个方面进行研究，一个旨在更深入地了解其他感兴趣的蛋白质，另一个涉及生化研究，以了解更多关于mcef如何影响gpx4的信息。
这项研究的好处是，通过研究一种细菌，我们学到了很多关于细胞信号传导、细胞死亡和逆转线粒体功能障碍的新方法。我们不需要发明一种新技术。这个过程已经发生在细菌与宿主细胞的相互作用中，“他说。
更多信息：robson k. loterio 等人，coxiella cooptes the glutathione peroxidase 4 to protect the host cell from oxidative stress-induced cell death， proceedings of the national academy of sciences （2023）。doi： 10.1073/pnas.2308752120
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