伦敦帝国学院 信用:CC0公共领域 洞察细菌蛋白质如何作为一个网络控制我们的细胞，有助于预测感染结果和开发新的治疗方法
就像黑客夺取公司软件的控制权，导致混乱、致病细菌，如大肠杆菌
大肠杆菌和沙门氏菌使用微型分子注射器将它们自己的混乱诱导剂(称为效应器)注射到保持我们肠道健康的细胞中
这些效应器控制我们的细胞，压倒它们的防御，阻断关键的免疫反应，让感染扎根
此前，研究已经调查了单一效应器
现在，一个由伦敦帝国理工学院和伦敦癌症研究所的科学家领导的团队，包括来自英国、西班牙和以色列的研究人员，已经研究了不同组合的整套效应器
这项研究发表在今天的《科学》杂志上，研究了感染了小鼠版大肠杆菌的小鼠的实验数据
大肠杆菌，称为柠檬酸杆菌，注射31个效应器
结果显示了效应器是如何作为一个网络一起工作的，即使移除了一些效应器，也允许它们占据它们的宿主
这项研究还揭示了宿主的免疫系统如何绕过效应器制造的障碍，引发互补的免疫反应
研究人员建议，了解效应器网络的构成如何影响感染的控制能力，有助于设计干预措施来破坏其效果
帝国理工生命科学系的首席教授盖德·弗兰克尔说:“这些数据代表了我们对细菌感染和宿主反应机制的理解的突破
我们的结果表明，注射效应器不是单独工作，而是作为一个包
描述论文结果的动画“第三型分泌系统效应器形成健壮和灵活的细胞内毒力网络”荣誉:LIA-UPM “我们发现网络有一种内在的力量和灵活性，这确保了如果一个或几个组件不起作用，感染会继续下去
重要的是，这项工作还揭示了我们的细胞有一个内置的防火墙，这意味着我们可以处理黑客的腐败网络，并采取有效的免疫反应，可以清除感染
" 伦敦癌症研究所功能蛋白质组学实验室的联合首席教授乔蒂·乔德里说:“我们的研究表明，我们可以预测当细胞受到不同细菌效应蛋白组合的攻击时，细胞会如何反应
这项研究将有助于我们更好地理解细胞、免疫系统和细菌是如何相互作用的，我们可以将这些知识应用于癌症和炎症性肠病等肠道细菌发挥重要作用的疾病
“我们希望通过进一步的研究，在这些知识的基础上，找出这些效应蛋白是如何发挥作用的，以及它们是如何一起破坏宿主细胞的
在未来，这种增强的理解可能会导致新疗法的发展
" 在他们的实验中，研究小组能够在用病原体感染小鼠时移除不同的效应器，跟踪每次感染的成功程度
这表明由病原体产生的效应网络可以减少高达60%，并且仍然产生成功的感染
研究小组收集了31种效应器的100多种不同合成组合的数据，马德里政治大学的阿方索·罗德里格斯·帕顿教授和埃琳娜·努涅斯·贝鲁埃科利用这些数据构建了一种人工智能算法
人工智能模型能够预测表达不同效应物网络的柠檬酸杆菌感染的结果，并在小鼠中进行了试验
由于不可能在实验室中测试31个效应器能够形成的所有可能的网络，因此采用人工智能模型是研究如此复杂的生物系统的唯一实用方法
合著者之一Dr
帝国理工生命科学系的大卫·鲁诺-加列戈说:“人工智能让我们能够专注于创造最相关的效应器组合，并从中学习细菌是如何被我们的免疫系统抵消的
仅从我们的实验结果来看，这些组合并不明显，这为使用人工智能预测感染结果开辟了可能性
" 合著者之一Dr
帝国理工生命科学系的朱莉娅·桑切斯-加里多补充道:“我们的研究结果还意味着，在未来，利用人工智能和合成生物学，我们应该能够找出哪些细胞功能在感染过程中是至关重要的，使我们能够找到对抗感染的方法，不是通过用抗生素杀死病原体，而是通过改变和改善我们对感染的自然防御反应
"
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