Tanner DeHart和Brandon Jutras是发现这种独特细菌特性的两位研究人员
亚历克斯·克鲁克山为弗吉尼亚理工大学拍摄的照片
信用:弗吉尼亚理工大学 你不必走很远就能找到虱子
出去找些草
看着闪亮的绿色刀片的顶部——通常是脚踝高
一只扁虱可能在那里等着
如果呼吸的东西擦到了草上，扁虱会拿起一根类似于针的东西——叫做它的皮下组织，上面有几十个鱼钩倒钩——然后把它插入皮肤
如果不被注意到，莱姆病可能会在喂食约24小时后转移到宿主身上
弗吉尼亚理工大学的研究人员发现，导致莱姆病的细菌在其保护分子袋中有一种非常不寻常的修饰——肽聚糖，这是所有细菌共有的
这种细菌的变化是前所未有的——这是一种不寻常的糖修饰，在任何生物体中都不存在
细菌获得这种糖修饰的一种方式是从蜱中吸收蜱特有的碳水化合物
这种变化是扁虱特有的，可以让细菌更好地移动，更有可能引发疾病
农业和生命科学学院生物化学助理教授布兰登·尤特拉斯说:“我们认为这种变化对细菌如何致病至关重要，我们可以利用这种变化来达到治疗和诊断的目的。”
这些发现最近发表在《自然微生物学》杂志上，这项研究是四年来对蜱和莱姆病研究的结果，尤特拉因这两种疾病而广受赞誉
“参与这项研究是我在弗吉尼亚理工大学学术生涯中最吸引人和最有收获的经历，”第一作者Tanner DeHart '20和' 21说，他在弗吉尼亚理工大学获得了生物化学本科和硕士学位，现在是博士
D
哈佛大学的学生
“这个机会让我磨练了自己的科学技能，发展成为一名更独立的研究员，并获得了许多实验技术和设计的第一手经验
" 在过去的二十年里，美国莱姆病的报告病例数和地理分布都有了显著增加
在弗吉尼亚州，这种疾病是通过被感染了莱姆病致病细菌伯氏疏螺旋体的黑腿蜱叮咬传播的
2019年，日特拉斯发现B
一旦侵入人体，伯格多弗利就会释放肽聚糖
虽然所有细菌都有肽聚糖，但许多细菌并不脱落这种物质
导致莱姆病的细菌是不同的
它制造肽聚糖及其成分的方式有些奇怪
几年前，研究人员无法理解这些奇怪的现象
他们有大量缺失的信息
经过四年的研究，他们找到了一些丢失的拼图
虽然他们不知道细菌是如何进行这种修饰的，但他们知道细菌是如何获得这种修饰的
最好的糖
burgdorferi放入它的肽聚糖是甲壳质的分解产物，甲壳质是一种结构性碳水化合物，其糖分子由修饰的葡萄糖结合而成
甲壳质是蜱的重要成分
“这里值得注意的是，引起莱姆病的细菌正在吸收其蜱载体的分解产物，并利用它来帮助制造这种不寻常的分子，”Jutras说，她也是弗吉尼亚理工大学转化生物学、医学和健康研究生项目的成员
“更令人着迷的是，这种细菌似乎进化出了这种微调适应能力，使其有效移动，这是疾病所需的特征
" 这种适应使细菌成为地球上移动速度最快的生物之一
从技术角度来看，鉴定糖，壳二糖——甲壳素的分解产物——是研究和发现的关键
为了确定壳聚糖是真正的糖，研究人员在质谱研究培养箱(VT-MSI)中进行了LCMS液相色谱和质谱分析，该培养箱由富赫姆指导，来自弗莱林生命科学研究所的核心服务
他们还用C13标记的糖进行了核磁共振和代谢标记研究，以确认异常修饰的身份
在这样做的过程中，他们发现了为什么细菌会有这种改变
在弗吉尼亚州，这种疾病是通过被感染了莱姆病致病细菌伯氏疏螺旋体的黑腿蜱叮咬传播的
马克斯·埃斯特赫伊曾为弗吉尼亚理工大学拍摄的照片
信用:弗吉尼亚理工大学 乙路
伯格多弗利的移动是通过使用鞭毛旋动或扭转自己的身体
鞭毛本质上是一个推进器，但是在袋子的外面
螺旋桨转动着撞上这个大分子包，结果，推动自己前进
这种策略使它们能够相当容易地穿过肌肉组织，甚至软骨
为什么糖的改性如此重要？它使袋子更加灵活，能够承受扭矩
该团队使用原子力显微镜来探测肽聚糖的弹性
Jutras说:“这种材料更具柔韧性和弹性，可以让它们自我推进。”
“如果他们没有这种修改，材料会变得更硬，移动能力也会受到损害
" 以前，理论上认为这种细菌需要具有灵活性，但从来不知道是如何或为什么
“我们需要了解这种机制，因为它将是治疗的完美目标，”Jutras说
“我们知道一种方法——当它在滴答作响的时候
但是它是如何在人体内进行这种修改的呢？人体内很少甚至没有几丁质
当我们削弱细菌吸收壳聚糖的能力时，它们仍然有这种修饰
只是少了很多
" 这意味着这种细菌有另一种方法对其肽聚糖进行这种修饰
了解细菌如何在人体内进行这种改造是研究的下一步Jutras和他的团队已经在研究这一途径
在弗吉尼亚州，这种疾病是通过被感染了莱姆病致病细菌伯氏疏螺旋体的黑腿蜱叮咬传播的
马克斯·埃斯特赫伊曾为弗吉尼亚理工大学拍摄的照片
漫长而曲折的道路 Jutras之前的研究表明，B
莱姆病患者体内的细菌进入体内后，伯格多弗利便会在体内徘徊
最初感染后几周到几个月，肽聚糖仍然存在，引发炎症和疼痛
实验室发现了一种与伯氏疏螺旋体肽聚糖相关的蛋白质，该蛋白质通过作为拮抗患者免疫系统的分子信标，在引起莱姆病患者炎症中发挥放大作用
Jutras和他的团队的新发现可能解释了为什么肽聚糖会在莱姆病患者中突出并导致关节炎
人体不能处理乙的肽聚糖
burgdorferi喜欢它可以在人体内和人体上的数万亿细菌
Jutras说:“从细菌学家的角度来看，这是我们如何理解肽聚糖的范式转变，肽聚糖是几乎所有细菌产生的基本分子，也是最常见的抗生素靶标。”
因为几乎没有其他细菌像细菌B一样有肽聚糖
burgdorferi，它是一种有吸引力的诊断生物标志物
生物标记是独特的分子特征，就像标签一样，可以作为系统出现问题的指示器，通常用于诊断不同形式的癌症
这一先前的研究和发现直接导致了乙的自我改变性质的发现
burgdorferi及其潜在的诊断方法
新的研究途径集中在这种非常不寻常的分子和释放这些分子的细菌上
“随着诊断学的发展，这对实验室来说是一个令人兴奋的新研究领域，因为它与这一发现有关，因为这是一种非常不寻常的分子，”Jutras说
“细菌脱落了这些分子，这一发现可能导致开发一种诊断工具，专注于检测这种不寻常的分子，很像莱姆病的生物标志物。”
这种方法可以使莱姆病的诊断像新冠肺炎快速检测一样简单
" 揭开该国报道最多的病媒疾病之谜的工作正在进行中
同时，不要停止做那些勾号检查
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