作者:Forschungsverbund Berlin
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(FVB) 感染细菌细胞(绿色)的病毒科噬菌体(黄色和蓝色)的艺术表现
摘录(圆圈)显示了脱氧核糖核酸管(黄色)的原子结构，噬菌体通过它将它们的脱氧核糖核酸注入细菌
|可视化:巴特·范·罗森，FMP 鉴于噬菌体能够消灭细菌，它们对科学特别感兴趣
柏林莱布尼茨-福尔松研究所(FMP)的基础研究人员对噬菌体用来将其DNA植入细菌的试管特别感兴趣
通过与福松赞特鲁姆·尤里奇和耶拿大学医院的同事合作，他们现在已经揭示了这种在原子分辨率中至关重要的噬菌体成分的三维结构
成功的关键是结合两种方法——固态核磁共振和低温电子显微镜
这项研究刚刚发表在《自然通讯》杂志上
随着抗生素耐药性的增加，噬菌体越来越成为研究的焦点
噬菌体是天然存在的病毒，具有非常有用的特性:它们将自己的DNA植入细菌并在那里增殖，直到细菌细胞最终被破坏
这就是为什么它们也被称为噬菌体(食细菌者)
这种方法已经被证明可以对抗多重抗药性细菌
去年，一名来自英国的女孩的病例成为头条新闻，当时她因使用工程噬菌体治愈了一种严重的抗生素耐药性感染
然而，噬菌体疗法的广泛使用还有很长的路要走
推进这种疗法的许多基本原则还没有被理解
例如，以前很少有人知道噬菌体用来将其脱氧核糖核酸植入细菌的试管的确切结构
现在，来自柏林莱布尼茨-福尔松辛研究所(FMP)的科学家们，与福尔松赞特勒姆·尤里奇和耶拿大学医院的同事们一起，已经成功地揭示了这种在原子分辨率中至关重要的噬菌体成分的三维结构
设计用于运输脱氧核糖核酸 “附着在二十面体形状的衣壳上的脱氧核糖核酸管的结构和柔韧性有点像脊柱，”FMP大学的亚当·兰格教授在描述一项新的发现时说
“它似乎是为运输DNA而完美设计的
" 研究人员通过创新地将固态核磁共振与低温电子显微镜技术相结合，能够对这种复杂的DNA运输途径的结构和功能获得引人入胜的见解——在这种情况下，是从噬菌体SPP1的变体中获得的。
兰格的研究小组在ERC基金的资助下，进一步发展了核磁共振波谱技术；来自于利希的低温电磁专家贡纳·施罗德教授进行了电子显微镜研究
此外，基于计算机的两个数据集的组合需要新的建模算法来确定结构
这些算法是由耶拿大学医院的迈克尔·哈贝克教授开发的
“成功的关键是将这两种方法结合起来，这代表了一个方法论的里程碑，”兰格教授评论道
虽然固态核磁共振是可视化灵活结构和微小细节的理想选择，但低温电磁提供了对整体架构的洞察
生成的图像显示六个gp17
1蛋白质组织成堆叠的环，形成一个空心管
这些环由柔性连接件连接，使管子非常容易弯曲
“我们现在能够理解带负电的脱氧核糖核酸是如何被同样带负电的柔性管内壁排斥，并顺利通过它的，”FMP的马克西米连·津克解释说，他是这项研究的主要作者，这项研究现已发表在《自然通讯》上
“细菌最终会通过这种途径被消灭
" 综合结构生物学的里程碑 根据研究小组组长亚当·兰格的说法，除了代表噬菌体研究的一次飞跃，这项工作还将推进“综合结构生物学”，即这两种互补方法的结合
由于最近安装了一台新的高分辨率泰坦克里欧斯电子显微镜，实现这一目标所需的基础设施现在可以在柏林-布克校园获得
而且，一个1
2千兆赫的设备将很快被添加到现有的核磁共振光谱仪
亚当·兰格兴奋地说:“配备了低温电磁和世界上最灵敏的核磁共振谱仪，我们将在未来的综合结构生物学中占有一席之地。”
“这为柏林的校园和研究场所提供了光明的前景
"
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