研究人员调查硫化物在细菌需氧/厌氧转换中的作用

我们肠道中的细菌在维持我们的健康和新陈代谢方面发挥着许多重要作用。因此，让这些生物保持快乐并在物种之间取得良好的平衡对于保持健康非常重要。这些细菌中的许多都有特殊的机制，它们可以根据环境从有氧呼吸(使用氧气)转换为厌氧呼吸(不使用氧气)。

这种奇特的转换过程还涉及其他功能，例如增加抗生素耐受性和保护细胞免受活性氧(ROS)的侵害，活性氧是一类潜在有害的自由基。有趣的是，称为硫化物的含硫小分子也会影响这种转换过程。细菌似乎已经进化出感知硫化氢(H2S)水平并相应地调整其新陈代谢的方法。然而，他们究竟是如何做到这一点的还不是很清楚。

为了解决这一知识缺口，包括日本东京工业大学增田伸二副教授在内的一个研究团队最近专注于YgaV，一种在肠道细菌大肠杆菌中发现的转录因子，它可以为这个难题添加一些碎片。

在他们发表在Antioxidants上的最新论文中，该团队解释说，YgaV与之前在其他细菌中发现的对H2S水平有反应的某些蛋白质在进化上相关(并且几乎相同)。这促使他们破译YgaV的作用，以及当周围的化学条件发生变化时它如何帮助大肠杆菌茁壮成长。

研究人员在正常(或WT，“野生型”)和突变大肠杆菌菌株中进行了一系列实验，后者具有无功能的YgaV基因。他们将这些培养物暴露在不同的大气条件下(富氧、缺氧和富含H2S)。然后，通过转录组分析，研究小组调查了哪些基因在WT和突变株之间表达不同，从而突出了YgaV的作用。

他们还将这两种细菌菌株暴露于几种类型的抗生素，并比较了它们的效果。此外，他们测量了过氧化氧(H2O2)(一种ROS)的细胞浓度，并分析了YgaV如何与硫原子结合的一些结构细节。

总的来说，结果表明YgaV对于微调各种厌氧呼吸基因的表达和管理ROS水平以响应外部H2S至关重要。值得注意的是，菌株之间的抗生素耐受性不同，正如Masuda副教授所说：“虽然WT细菌在H2S大气条件下表现出更高的抗生素耐受性，但YgaV突变体却没有。此外，在存在和不存在外部H2S的情况下，突变体的抗生素敏感性高于WT菌株。“

这些发现阐明了各种细菌可以调节其内部化学平衡以响应周围环境变化的一些机制。这些知识可用于识别潜在的药物靶点，使致病菌对抗生素更敏感。反过来，这将有助于治疗传染病。最重要的是，可以更详细地研究YgaV、抗生素耐受性和ROS水平之间存在的联系，以更好地了解抗生素耐药性的工作原理。

Masuda指出：“对YgaV的进一步研究可能有助于解开ROS生成与抗生素耐受性之间是否存在关系这一长达十年之久的谜团。”