导致疾病的细菌，称为病原体，已经发展出多种策略来利用人类细胞，将其作为自身利益的宿主。最近，研究人员揭示了细菌*Chlamydia pneumoniae*（简称*C. pneumoniae*）使用的策略。在一项最新研究中，他们详细介绍了*C. pneumoniae*所采用的分子机制。
致病细菌引起疾病，已经进化出不同的策略来利用人类细胞作为自身利益的宿主。与医疗专业人士及结构分析和成像专家合作，来自杜塞尔多夫海因里希·海涅大学（HHU）的一组生物学家详细说明了细菌Chlamydia pneumoniae（称为C. pneumoniae）所使用的策略。他们的研究成果发表于科学期刊Nature Communications，概述了该细菌的分子战术。
*Chlamydia*可以感染人类和动物细胞。例如，*C. pneumoniae*通过飞沫传播，主要攻击呼吸系统，导致支气管炎、哮喘或肺炎等病症。这些病原体还与严重的继发问题相关，包括阿尔茨海默病、赖特综合症、动脉硬化和肺癌。
在HHU，研究团队由功能微生物基因组学研究所的高级教授约翰内斯·H·海根曼博士领导，与结构研究中心（CSS）、高级成像中心（CAi）以及医学学院的生物化学与分子生物学二所合作，在瑞扎·阿赫马迪安教授的指导下，研究这种细菌的感染机制。他们首次描述了*C. pneumoniae*如何通过模仿人类细胞的分子结构进入人类细胞——这一现象称为“分子拟态”。
该细菌依赖于进入宿主细胞进行繁殖。为了实现这一点，它需要触发细胞的运输机制，通过称为内吞作用的过程将其带入细胞。在内吞作用过程中，细胞膜向内折叠以封装小材料，以便导入细胞，最终形成一个将材料封装在细胞内的囊泡。
这一过程中的一个关键元素是细胞内的成分，称为肌动蛋白细胞骨架，为内吞作用提供所需的能量。当人体蛋白Cdc42与一种被称为N-WASP的特定激活因子结合时，内吞作用便开始。
主作者法比恩·科赫（Fabienne Kocher）是一名生物学博士生，也是“感染分子IV”曼乔特研究生院的成员，她解释了*C. pneumoniae*是如何操控内吞作用的：“一旦病原体附着在人体细胞的表面，它会将一种称为’SemD’的衣原体蛋白注入其预期宿主。然后，SemD蛋白从内部与囊泡膜结合，激活肌动蛋白细胞骨架，导致质膜完全吞噬大型衣原体。”
这种操控改变了内吞作用，以服务于细菌的利益，因为这一过程通常并不旨在运输整个细菌细胞。
作为研究的通讯作者，海根曼教授评论道：“我们旨在理解不同的分子结构如何相互作用，以及*Chlamydia*如何适应以尽可能有效地感染人类细胞。细菌蛋白SemD正是为了与N-WASP相互作用而精确设计的：它与N-WASP结合的关键部分与Cdc42非常相似，并且具有比Cdc42自身更强的结合亲和力。”
医学学院的阿赫马迪安教授补充道：“我们还证明，SemD甚至可以取代已经附着在N-WASP上的Cdc42，使SemD可以在其位置上结合。”
为了分析这一结构，研究人员培养了SemD与N-WASP的小晶体，然后研究它们的构型。Sander Smits教授及其团队在CSS负责这项工作：“像这样复杂的测量需要尖端的技术和熟练的人员。这种级别的专业基础设施和专业知识并非每个实验室都具备；因此，像HHU建立的CSS这样的专门中心是至关重要的。”
法比恩·科赫期待未来的发展：“我们希望能够创造能够阻断细菌与人类蛋白之间特定相互作用的剂，从而有效地预防*C. pneumoniae*引起的感染。”
