Nature解决半个世纪的争论

时间：2013年12月13日

来源：生物通

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现在科学家们开发了一种新的代谢型细胞壁标记方法，成功在沙眼衣原体Chlamydia trachomatis中检测到肽聚糖的存在。这一发现解决了近五十年来关于衣原体的争论，为功能性肽聚糖的存在提供了强有力的证明。文章于十二月十一日发表在Nature杂志上。

生物通报道：对于绝大多数细菌来说，肽聚糖是细胞壁的必要结构组分，对于细胞形态的维持和细胞分裂非常重要。不过，长期以来，人们一直认为衣原体是个例外。衣原体拥有与肽聚糖合成有关的基因，并且对作用于肽聚糖的抗生素敏感。但半个世纪以来，在衣原体中寻找肽聚糖的尝试均以失败告终。

沙眼衣原体是一种严格的细胞内寄生微生物，其生活周期可分为原体和始体两个阶段，原体具有传染性。沙眼衣原体感染人类，可能引发性传播疾病和传染性失明。人们主要把沙眼衣原体分为3个生物型，即小鼠生物型、沙眼生物型和性病淋巴肉芽肿生物型。目前发现的沙眼衣原体有15个血清型，不同血清型会引发不同的疾病。

此前，由于未能在衣原体中检测到肽聚糖。科学家们一直不确定衣原体是否也像其他细菌那样，依赖肽聚糖来进行繁殖、和维持形态结构。现在，印第安那大学和Uniformed Services University of the Health Sciences的研究人员不仅在衣原体中确认了肽聚糖的存在，还指出缺乏这一分子衣原体就无法实现正常功能。

研究人员对组成肽聚糖的特定氨基酸进行修饰和标记，以便通过荧光信号检测肽聚糖的存在。他们将这些氨基酸提供给正在生长的衣原体细菌，这些经修饰的氨基酸整合到肽聚糖之后发亮，指示了肽聚糖分子的合成区域，证实了这一分子的存在。

研究人员指出，这一新技术不仅可以用来展示肽聚糖的存在，还可以帮助人们对肽聚糖的生产进行分析，或者研究肽聚糖对细菌结构和功能所起的作用。

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

A new metabolic cell-wall labelling method reveals peptidoglycan in Chlamydia trachomatis

Peptidoglycan (PG), an essential structure in the cell walls of the vast majority of bacteria, is critical for division and maintaining cell shape and hydrostatic pressure1. Bacteria comprising the Chlamydiales were thought to be one of the few exceptions. Chlamydia harbour genes for PG biosynthesis2, 3, 4, 5, 6, 7 and exhibit susceptibility to ‘anti-PG’ antibiotics8, 9, yet attempts to detect PG in any chlamydial species have proven unsuccessful (the ‘chlamydial anomaly’10). We used a novel approach to metabolically label chlamydial PG using d-amino acid dipeptide probes and click chemistry. Replicating Chlamydia trachomatis were labelled with these probes throughout their biphasic developmental life cycle, and the results of differential probe incorporation experiments conducted in the presence of ampicillin are consistent with the presence of chlamydial PG-modifying enzymes. These findings culminate 50 years of speculation and debate concerning the chlamydial anomaly and are the strongest evidence so far that chlamydial species possess functional PG.