由東安格利亞大學、中山大學、徐州醫學院等處的研究人員組成的一個科學家小組，朝著解決抗生素耐藥這一問題又近了一步。發表在《自然》(Nature)雜志上的一項新研究揭示出了耐藥細菌細胞維持防御屏障的機制。
新研究結果為開發出新一波通過搞垮細菌的防御墻，而非攻擊細菌自身來殺死超級細菌的藥物鋪平了道路。這意味著在未來，細菌有可能無法形成耐藥性。揭示這一機制還有可能幫助科學家們更多地了解與糖尿病、帕金森病和其他神經退行性疾病等相關的人類細胞功能障礙。
安格利亞大學Norwich醫學院首席研究員董長江（Changjiang Dong）教授，和中山大學附屬第一醫院的王文見（Wenjian Wang）教授是這篇論文的共同通訊作者。董長江教授與王文見教授長期維持合作關系，曾共同攜手取得多項重要的科研成果。2010年，他們報道了首個拉沙熱病毒(LASV) 核蛋白的晶體結構（分辨率1.80 ?），揭示了這一病毒與眾不同的“搶帽”機制。這一研究成果公布在Nature雜志上(中山大學等最新Nature文章 )。2014年，二人再度攜手在Nature雜志上揭示出了圍繞著耐藥細菌細胞的防御屏障的阿基里斯之踵(Nature揪出超級耐藥菌的軟肋 )。
現在，研究人員利用世界上最新的科學設備“鉆石光源”(Diamond Light Source)來調查了一類叫做“革蘭氏陰性菌”的細菌。Diamond生成的強光比太陽光亮100億倍，這使得科學家們能夠在原子細節上探索幾乎所有的物質。
由于具有不可滲透的脂質外膜，革蘭氏陰性菌尤其對抗生素耐藥。這一外膜充當了抵抗人類免疫系統和抗生素藥物攻擊的一個保護屏障。它使得致病菌能夠生存下來，但除去這一屏障則會使得細菌更易受到傷害及死亡。
盡管在2014年的研究中，研究小組發現了這一防御屏障中的一個“阿基里斯之踵”。但直到現在仍不清楚這一防御墻的構建及維持機制。
董長江教授說：“細菌多藥耐藥，也稱作抗生素耐藥，是一個全球性的健康挑戰。當前許多的抗生素正變得無用，每年導致了數十萬人死亡。超級細菌的數量在以超出預期的速度增長(世衛組織：抗生素耐藥性嚴重威脅全球公共健康 )。”
“革蘭氏陰性菌是最難控制的細菌之一，因為它們對抗生素極其耐藥。所有革蘭氏陰性菌都有一道細胞防御墻。β-桶蛋白形成了這一細胞墻上輸入營養物質和分泌重要生物分子的大門。β-桶蛋白裝配機器(BAM)負責在細胞壁上構建這些大門（β-桶蛋白）。阻止β-桶蛋白裝配機器在細胞壁上構建這些大門可導致細菌死亡。”
在科學家們研究的革蘭氏陰性菌大腸桿菌中，β-桶蛋白裝配機器包含5個亞基：稱作為BamA、BamB、BamC、BamD和BamE。他們想知道這些亞基是如何協同作用將外膜蛋白插入到外膜或細胞壁中去的。
董教授說：“我們的研究表明，整個β-桶蛋白裝配機器的結構處于兩種狀態——初始狀態和終結狀態。我們發現5個亞基形成了一個環形結構，它們協同作用利用了一種新型旋轉和插入機制來插入外膜蛋白。”
“我們的工作第一次展示了整個BAM復合物。它為開發出新一代藥物鋪平了道路。β-桶蛋白裝配機器對于革蘭氏陰性菌的生存至關重要。BamA亞基定位于外膜，并暴露在細菌外表面，為新藥提供了一個極好的靶點。”
“在人類線粒體中，一種叫做分選和組裝機器 (SAM)的相似復合物負責構建線粒體外膜中的外膜蛋白。線粒體外膜蛋白功能異常與糖尿病、帕金森病和其他一些神經退行性疾病有關聯，因此我們希望這項工作還可能幫助我們更好地認識這些人類疾病。”