病原體可以使用多種毒素來破壞其宿主生物。細菌，例如引起致命瘟疫的細菌，使用特殊的注射機制將其有毒物質(zhì)輸送到宿主細胞中。多特蒙德馬克斯·普朗克分子生理研究所所長Stefan Raunser和他的團隊已經(jīng)對這種毒素的復(fù)雜機制進行了詳細分析。他們現(xiàn)在已經(jīng)成功地用另一種物質(zhì)替代了這種納米注射器中的毒素。這一成就為他們終的目標奠定了基礎(chǔ)，即使用細菌注射器作為藥物中的藥物轉(zhuǎn)運劑。
 

　　一旦細菌進入宿主生物，它們就會部署其致命武器。就像注射針一樣，它們插入一條穿過宿主細胞外部保護層的通道。然后注入膠囊中包含的有毒蛋白質(zhì)，攻擊細胞的結(jié)構(gòu)框架。在短短幾分鐘內(nèi)，細胞死亡。
 

　　勞恩瑟(Raunser)的團隊使用冷凍電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)了這種致命機制，而冷凍電子顯微鏡是世界上只有少數(shù)研究小組采用的技術(shù)。這項技術(shù)揭示的是接近原子分辨率的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)。”
 

　　定向注入人體細胞
 

　　Stefan Raunser的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)找到了一種方法，可以用不同的蛋白質(zhì)替代細菌納米注射器中的毒素，然后將其注射到細胞中。為了使交換起作用，蛋白質(zhì)必須滿足某些條件：蛋白質(zhì)必須具有特定大小，帶正電荷且不能與毒素膠囊相互作用。“通過這項技術(shù)，我們朝著終目標邁出了第一步，該終目標是在醫(yī)學(xué)中使用這些納米注射器以針對性的方式將藥物引入人體細胞，” Raunser說，并描述了成功的研究結(jié)果。
 

　　為了將其有毒電荷轉(zhuǎn)移到宿主細胞中，注射機制必須首先與細胞對接。但是細菌必須假裝毒素是一種可以安全吸收的物質(zhì)，從??而欺騙宿主細胞，類似于著名的特洛伊木馬。為此，它們具有細胞表面?zhèn)鞲衅髯R別的區(qū)域。
 

　　“我們目前正在尋找毒素的'停靠站'。一旦找到它們并了解了毒素如何與細胞表面結(jié)合，我們的目標是專門改變注射機制，使其能夠識別癌細胞。然后我們可以注射殺傷蛋白僅進入腫瘤細胞。這將在癌癥藥物中以小的副作用開辟全新的可能性，” Raunser預(yù)測。