日本岐阜大學研究生院醫學系研究科病原體控制學領域的永井宏樹教授和久堀智子副教授等人組成的研究團隊發現，會引起嚴重肺炎的病原菌——軍團菌能控制寄主真核細胞的粒線體功能。研究結果顯示控制的機制如下：兩種軍團菌酶被運送至細胞内共同對粒線體ADP/ATP轉運體進行可逆化學修飾。另外，透過與韓國科學技術院（KAIST）的吳炳河（音譯）教授帶領的研究團隊進行聯合研究，還明確了去修飾酶的詳細分子結構及其作用機制。
粒線體作爲遍佈於人體細胞的能量工廠，是維持生命不可或缺的部分，但傳染病原菌後，其功能會下降。這其中的機制一直是個謎。
研究團隊此次發現，會引起嚴重肺炎的軍團菌利用名爲效應子的功能性蛋白的酶活性來控制粒線體功能。這種軍團菌的效應子之一Lpg0080透過化學修飾向粒線體内外運送ADP和ATP的泵——ADP/ATP轉運體（ANT），從而抑制了與其聯動的ATP合成酶等粒線體的電傳遞鏈作用。此外還發現，其他效應子Lpg0081可透過去除ANT的化學修飾來解除這種抑制作用。
圖：本次研究明確的細菌酶修飾粒線體的模式圖
粒線體在真核細胞的能量產生中發揮着核心作用，也是病原菌操縱的靶標。此次的研究表明，細胞內寄生菌嗜肺軍團菌在演化程序中獲得了專門用於可逆地調節粒線體活性的一對蛋白質酶。這些蛋白質酶具有相反的催化活性，並被發現透過向局部存在於粒線體中的ADP/ATP轉運體添加或移除ADP核糖，來抑制功能與其聯動的ATP合成酶的作用或者解除這種抑制。（供圖：岐阜大學）
久堀副教授表示：「研究發現，細菌透過用自身的蛋白質（酶）對粒線體的能量傳送泵進行化學修飾來抑制粒線體功能。這種抑制還可以在另一種細菌酶的作用下解除。透過明確細菌等病原體巧妙地操縱細胞功能的機制，可以爲冶癒和預防傳染病的新藥開發提供新的視角。」
【詞注】
■ADP/ATP轉運體：粒線體内膜中大量存在的蛋白質，負責將作爲ATP合成材料的ADP從細胞質中運送到粒線體内部，並將粒線體合成的ATP運送到細胞質中。
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Proceedings of the National Academy of Science (PNAS)
論文：Reversible modification of mitochondrial ADP/ATP translocases by paired Legionella effector proteins
DOI：10.1073/pnas.2122872119
URL：pnas.org/doi/10.1073/pnas.2122872119
