“活的非可培养”霍乱弧菌的细胞结构和蛋白质组研究

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文章背景简介

BACKGROUND INTRODUCTION

细菌“活的非可培养（viable but noncuturable ，VBNC）”状态是细菌在不良环境下的一种特殊存在形式，是指当细菌处于不良环境条件下，细胞会缩成球形，用常规方法培养并不能生长繁殖，但在适当的条件下仍然能复苏并具有生物活性、毒性或致病性的一种特殊生理状态。VBNC是细菌抵抗恶劣生存环境的一种自我保护状态。进入VBNC状态的病原菌在不良环境中，丧失了在培养基上生长繁殖的能力，但仍具有与原菌相似的致病性。这可能成为逃避检测的“隐性”传染源，对周围的环境及人类安全有着潜在的威胁。

霍乱弧菌是人和动物烈性肠道传染病霍乱的病原体，O1型弧菌可引起急性腹泻霍乱。与许多其他细菌一样，低温、寡营养环境可以诱导霍乱弧菌进入VBNC状态。人体在服用VBNC状态的霍乱弧菌后，霍乱弧菌会恢复到可培养和致病性状态，从而对公众健康构成潜在威胁。

2019年，荷兰莱顿大学Susanne Brenzinger等人，在《Frontiers in Microbiology》杂志（IF2019＝4．09，2区）发表了题为“Structural and Proteomic Changes in Viable but Non－culturable Vibrio cholerae”的文章。

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所用到的主要方法

METHODS

1．平板计数法

2． 细菌细胞活性测定

3． 冷冻电子断层扫描技术（cryo－ET）

4．超高效液相色谱（UPLC）

5．超高效液相串联二级质谱（UHPLC－ MS／MS）LC－MS

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文章主要内容摘要

ABSTRACT

在低温或寡营养条件下，细胞会进入一种活的但不可培养（VBNC）状态。VBNC状态的特点是形态学改变、代谢活性低，实验室常规方法无法培养。本文首次利用冷冻电子断层扫描技术观察了VBNC状态霍乱弧菌的细胞超微结构。此外，还比较研究了LB过夜培养的霍乱弧菌和VBNC状态霍乱弧菌的蛋白质组和肽聚糖组成差异。VBNC细胞的形态重构表现为明显的细胞外膜开裂，导致鞭毛和绒毛的不适当嵌入。然而，肽聚糖和渗透调节周质葡聚糖的变化很小。铁元素的吸收和储存过程、肽吸收和精氨酸生物合成过程中的蛋白质在VBNC细胞中会显著过表达，中心碳代谢途径中的酶类表达水平则较低。最后，几种霍乱弧菌致病性因子在VBNC状态下含量较低，这有可能限制了霍乱弧菌的感染潜力。本研究对VBNC细胞的生理学及其代谢和结构蛋白提供了新的见解。

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