新的研究调查了大肠杆菌（Escherichia coli，简称E. coli）在尿路感染（UTIs）期间，如何利用宿主的营养物质迅速繁殖，尽管新鲜尿液通常是无菌环境。这对女性尤其相关，因为几乎一半的女性在其一生中会经历一次尿路感染。科学家们花费多年研究细菌如何能够感染健康个体，检视它们的运动能力以及在体内表面附着的能力等因素。发表在《国家科学院院刊》（PNAS）上的研究探讨了大肠杆菌（E. coli）在感染期间如何能够迅速繁殖，尽管新鲜尿液的环境是无菌的。密歇根大学医学院的哈里·莫布利博士及其团队首先研究了一些在小鼠模型中不如其它菌株有效的突变株，以确定对建立感染至关重要的细菌基因。他们研究了细菌行为的各个方面，从其附着在膀胱的能力到释放毒素引起不适和疼痛症状的方法。密歇根大学的研究人员发现了一组基因，这些基因在控制运输系统中起着至关重要的作用，允许细菌获取它们所需的生长营养物质。根据莫布利博士的说法，细菌以两种方式获得生长所需的营养物质：要么是自己生产，要么是通过运输系统从宿主那里窃取。这项早期研究表明，大约25%的细菌基因参与复制策略，例如E. coli用于引入各种氨基酸的运输系统。莫布利表示，这些细菌每秒钟可以释放数百个分子。研究的第一作者、曾在莫布利实验室工作的阿利森·谢博士，现在是南阿拉巴马大学微生物学与免疫学的助理教授，她将来自E. coli的运输蛋白库与其他UTI病原体物种进行了比较，以识别感染所需的重要蛋白质。她发现ABC（ATP结合盒）转运蛋白对这一过程至关重要。她使用来自小鼠尿道的有机琼脂，确认ABC转运蛋白确实对感染是必不可少的。没有这些营养物质进口系统的细菌菌株在膀胱和肾脏有机琼脂上难以生长。谢博士表示，细菌似乎投资于这些ATP运输系统，以便对它们所需的能源来源具有更大的吸引力。这些系统在将营养物质高效引入细胞方面表现优异。这些发现的成果可能会导致新治疗方法的出现，这在抗生素抗性上升的时期至关重要。抑制这些运输系统可能是一种减缓这些细菌迅速增长的方法。“这样做并不容易，”谢指出，因为细菌已经进化出多种备份系统来应对这种重要的运输蛋白类别。根据谢的说法，ATP结合家族的所有成员都有一个ATP结合亚单位，提供将营养物质运输穿过细胞膜所需的能量。靶向这个亚单位可能会使整个运输蛋白家族失去功能。虽然这并不一定能取代抗生素，但谢表示可以减缓生长，使抗生素和宿主免疫系统更加有效。
