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三个原子引发的蝴蝶效应

□ 时间:2019-11-22 □ 来源: 环球科学

   

    根据数学中的混沌理论,一个细微的变化都可能在其他地方引起巨大的变化。最近有科学家发现,这种现象似乎也适用在生物细胞内。 

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   “一只蝴蝶在巴西扇动翅膀,会在美国德克萨斯州引发一场龙卷风吗?”洛伦兹(Edward Lorenz)曾在美国科学促进会第139次会议上提出过这样一个著名的问题。根据数学中的混沌理论,一个细微的变化都可能在其他地方引起巨大的变化。最近有科学家发现,这种现象在更小的尺度上似乎也适用,比如在生物细胞内。

    最近,印度国家生物科学中心的一个研究团队发现,在UBC13蛋白(泛素缀合酶E2 13)中,由一种细菌酶所引起的微小变化能导致一系列小的原子变化,这些变化最终叠加在一起,阻止了UBC13与TRAF6蛋白(肿瘤坏死因子相关因子6)的结合。当这两种蛋白无法结合成UBC13-TRAF6复合物时,被感染的宿主细胞就无法释放出针对细菌的免疫应答信号。

    而这一切仅仅是由蛋白质分子中的三个原子所发生的微小变化所引起的。一种名为福氏志贺氏菌(Shigella flexneri)的细菌利用的正是这种原子尺度上的“蝴蝶效应”,关闭了被它感染的宿主细胞的免疫信号系统,得以在被它感染的宿主细胞中生存。

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    福氏志贺氏菌是一种鬼祟而又传染性极高的细菌,这种细菌每年能导致近20万人死于腹泻,其中三分之一发生在婴儿身上。更糟糕的是,这种细菌现在已经出现了好几种耐药菌株,而我们目前却仍然缺乏相应的疫苗或药物来预防或限制它们的蔓延。

    这类首先会附着在宿主肠道内的细胞上,从而导致腹泻;然后,它们会通过一种针状的装置,向宿主体内泵入它们的秘密武器——一种酶,这种酶能改变宿主细胞中的UBC13蛋白上的一个氨基酸。这种变化会使UBC13无法与它的拍档蛋白TRAF6相结合,从而有效阻止宿主细胞发出炎症反应信号。在此之后,福氏志贺氏菌便能渗透进宿主细胞内进行增殖。


       △福氏志贺氏

资讯作者: 源信息发布时间: 2019/11/22 编辑:金阳
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