你知道细菌这种人类肉眼看不见的微生物，可以像我们人类一样生活在复杂的群落里吗?它们能够完美地粘在一起，生长和繁殖，形成通常所说的生物膜。可以发现这些细菌群落粘附在许多不同的基质上:在形成龋齿的牙齿表面，在食品和金属工业中使用的过滤器和管道的表面，以及在几种医疗植入物中。这种以社区为基础的生长模式使细菌能够在不利的环境条件下生存，并能在不同抗生素或消毒剂的严酷处理下生存。当然你会想知道这些生物膜是如何形成的。首先，细菌到达一个合适的表面或基质，然后附着在上面并开始生长。在整个过程中，细菌产生并分泌不同的分子(主要是蛋白质、多糖和核酸)，这些分子构成了细胞外基质，而细胞外基质是构建这些“微生物城市”所需的基本支架。

图1所示。金黄色葡萄球菌通过形成附着在不同的活体和惰性表面的生物膜，可引起许多感染。对其中一些生物膜的深入研究揭示了数百万细菌的存在，这些细菌是由蛋白质组成的细胞外基质粘在一起的。特别是，在我们的工作中描述的Bap蛋白能够在酸性和低钙条件下形成淀粉样纤维，最终负责形成生物膜金黄色葡萄球菌。

在我们的工作中，我们特别注重研究的能力金黄色葡萄球菌形成生物膜这种细菌可以居住在人类的皮肤和鼻子前部，它被认为是人类和动物中一系列严重急性和慢性疾病的主要病原体，主要是因为它能够居住在附着在大量活的和惰性表面的生物膜中(图1)。因此，科学家们在过去的几十年里花了很多精力来阐明葡萄球菌细胞外基质的组成。最近的研究表明，蛋白质是蛋白质的主要成分之一金黄色葡萄球菌细胞外基质，尽管它们在生物膜内的空间组织和分子相互作用在大多数情况下仍然是未知的。为了弄清这个问题，我们研究了Bap (Biofilm一个ssociatedp蛋白质)在生物膜发育过程中介导细菌之间的相互作用金黄色葡萄球菌。Bap是一种位于细菌细胞表面的高分子量蛋白。根据我们最近的研究，这种蛋白质通过一种特殊的机制连接葡萄球菌细胞:一旦它位于细菌表面，Bap就会被处理，一些释放的片段会采用一种特定的构象，当介质变为酸性且钙浓度较低时，能够聚合形成纤维状结构，称为淀粉样蛋白，这将有利于形成生物膜基质(图1)。相反，当钙浓度较高(毫摩尔范围)时，阳离子与蛋白质结合，稳定其结构，阻碍这些纤维的形成。因此，在这种条件下没有形成生物膜。bap介导的细菌聚集机制可能与葡萄球菌菌株在酸性条件下定殖或在感染过程中因炎症反应和细菌代谢引起局部酸中毒的生理相关。

研究这样一个高度复杂的分子过程是进一步了解微生物世界的必要条件;破译细菌是如何相互联系的是很重要的，因为这一知识将为我们了解如何对抗不想要的生物膜提供基础，或者相反，如何利用它们为人类和动物带来好处。总之，值得注意的是，淀粉样蛋白纤维特别适合作为纳米材料用于无数的生物技术目的，从而揭示了其研究的重要性。

Agustina Taglialegna
微生物生物膜实验室，idab - csic - universsidad Pública de Navarra- gobierno de Navarra和
Dpto Producción西班牙潘普洛纳阿格拉里亚

出版

葡萄球菌Bap蛋白响应环境信号构建淀粉样蛋白支架生物膜基质。
Taglialegna A, Navarro S, Ventura S, Garnett JA, Matthews S, Penades JR, Lasa I, Valle J
PLoS Pathog. 2016年6月21日

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