細菌膜囊泡的組成與功能
Review : Composition and functions of bacterial membrane vesicles
細菌膜囊泡的組成與功能
Review : Composition and functions of bacterial membrane vesicles
細胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)的生成是一種橫跨所有生命界(domains of life)之普遍現象,顯示囊泡形成可能為生命系統中一項深具保存性的基本生物學原則。在革蘭氏陰性菌中,膜囊泡(membrane vesicles, MVs)主要源自外膜鼓起形成的小泡,或源自溶內素(endolysin)活化引發的爆發性細胞裂解,後者通常由基因毒性壓力引起。儘管人們對於革蘭氏陽性菌與革蘭氏中性菌的囊泡生合成機制仍所知有限,然而近期研究逐步揭示,這些微生物亦具備類似的囊泡釋出機制,包括細胞裂解與膜出泡等模式。隨著相關研究不斷深入,愈來愈多證據顯示,不同的生物生成途徑(biogenetic pathways)會導致形成結構與分子組成各異的 MV 亞型,這些差異進一步影響其在生理與病理情境中的功能表現。此篇綜述探討細菌膜囊泡的多樣性,重點聚焦於其類型區分、潛在的貨物包裝機制(cargo loading mechanisms),以及囊泡如何作為細胞與外界環境交互的媒介。文章特別彙整現有文獻中有關 MV 組成對其生物功能之決定性的理解,包括透過處理廢物來支持細菌生長、營養清除、生物活性分子的輸出、DNA 轉移、噬菌體的中和、抗生素和殺菌功能、向宿主細胞遞送毒力因子和毒素以及發炎和免疫調節作用。此外,作者也比較了 MV 介導之非經典分泌途徑相較於傳統細菌分泌系統的功能優勢,並進一步引介「量子分泌(quantal secretion)」的概念,以探討細菌如何透過囊泡進行模組化、單位化的生理輸出。
Citation:
Toyofuku, M., Schild, S., Kaparakis-Liaskos, M., & Eberl, L. (2023). Composition and functions of bacterial membrane vesicles. Nature Reviews Microbiology, 21(7), 415-430.