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新技术揭示细菌的马达怎样切换旋转方向

弧菌是一种在沿海水域常见的细菌，能引起人体肠胃道和软组织严重感染。科学家发现，这种细菌通过称为鞭毛的马达，在顺时针和逆时针旋转方向的切换，以控制自身的运动，从而入侵宿主。

一份由日本名古屋大学（Nagoya University）和美国耶鲁大学合作的研究，想了解弧菌的鞭毛，如何实现在两个相反的旋转方向上发生转换。

弧菌在微观下是棒状，感染力很强，严重的可导致人体失血性休克和多个器官衰竭。

这份研究近期发表在《eLife》期刊上的研究，利用近年来的流行的低温电子断层扫描技术，拍摄到迄今为止分辨率最高的一组细菌鞭毛马达的照片，让研究人员看到了它们的结构。

名古屋大学的超分子生物学家本町道夫（Michio Homma）说：“随着水温的升高，弧菌的感染力增强。它们有一套以鞭毛驱动的复杂系统用于侵入宿主。我们想通过直观的观察，了解它们的马达怎样实现顺时针和逆时针之间的转换，以了解它们的活动能力。”

研究人员使用两种变异弧菌的冷冻样品。这两种变异孤军的鞭毛分别只能顺时针转或是逆时针转。研究人员将它们倾斜不同的角度拍下二维照片，之后组合在一起还原出它们的三维结构。

通过对比向不同方向转动的马达的细节，研究人员分析触发马达改变旋转方向的原因，发现两种不同蛋白之间的互动，形成离子流从而造成扭矩，导致马达改变转动的方向。

本町道夫说：“低温电子断层扫描技术发展迅速，才有可能以高分辨率揭示马达的结构。这份研究拍摄的照片是有史以来弧菌鞭毛马达分辨率最高的照片之一。这份和将来的研究，将进一步帮助我们了解鞭毛的构成和功能。”

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