真菌病原體白色念珠菌可以形成生物膜，保護它免受藥物和免疫系統(tǒng)的傷害。生物膜細胞釋放細胞外囊泡(EVs)，促進細胞外基質(zhì)形成和抗真菌藥物耐藥性。在這里，作者定義了許多EV貨運蛋白在生物膜基質(zhì)組裝和耐藥，以及在真菌細胞粘附和傳播中的功能。作者使用機器學習分析來自EV產(chǎn)生缺陷突變體的貨物蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)，以識別63個候選基因產(chǎn)物，并構(gòu)建突變株和補充菌株進行研究。其中17個突變體表現(xiàn)出生物膜基質(zhì)積累減少和抗真菌耐藥。

另外8個貨物突變體子集在粘附和/或分散方面表現(xiàn)出缺陷。大多數(shù)功能指定的貨物蛋白在兩個或兩個以上的生物膜階段起作用。該結(jié)果支持ev在白色念珠菌生物膜發(fā)育過程中提供社區(qū)協(xié)調(diào)。

圖片來源：https://doi.org/10.1038/s41467-021-26525-z

細胞外囊泡(EVs)介導了生物活性分子的非常規(guī)運輸，這些分子包含在小脂質(zhì)雙分子層中，從細胞中釋放出來。EVs存在于生命的所有領域，大多數(shù)微生物將生產(chǎn)電動汽車作為其生命周期的一個組成部分。細胞外囊泡(EVs)介導了生物活性分子的非常規(guī)運輸，這些分子包含在小脂質(zhì)雙分子層中，從細胞中釋放出來。EVs存在于生命的所有領域，大多數(shù)微生物將生產(chǎn)EVs作為其生命周期的一個組成部分。眾所周知，EVs在將效應器運送到目標細胞方面發(fā)揮著多種作用，但貨物組成的復雜性限制了分析單個組件功能的可行性。因此，關于具體EV內(nèi)容的作用的知識仍然是零碎的。

大多數(shù)微生物的主要生長環(huán)境是在表面相關的生物膜群落中。這些細胞群通常是高密度的，其特征是有機體被包裹在聚合基質(zhì)中。在醫(yī)療環(huán)境中，生物膜的形成和相關的耐藥導致疾病的持久性。作者的工作重點是念珠菌，患者最常見的致病性真菌生物膜病原體。念珠菌生物膜無法治療，這是一種與保護性細胞外基質(zhì)有關的特性，在保留生物膜的患者中死亡率很高。生物膜形成的動態(tài)過程除了基質(zhì)產(chǎn)生和表面相關群落的繁殖外，還涉及到群落的耗散。

在疾病期間，從設備相關的生物膜中分散出來的細胞作為播散性侵襲性疾病的核心。以前的研究發(fā)現(xiàn)，隨著浮游生物向生物膜生長過渡，白色念珠菌的EV含量有很大差異。隨后的研究表明，念珠菌生物膜EVs可促進細胞外基質(zhì)的形成和相關的抗真菌藥物耐藥性。在目前的工作中，作者檢測了ev在整個生物膜感染自然過程中的影響。

在這項工作中，作者定義了負責基質(zhì)組裝和生物膜相關耐藥的EV貨運蛋白。作者還發(fā)現(xiàn)了貨物蛋白在粘附和傳播中的作用。該結(jié)果表明，ESCRT途徑選擇EV貨物，協(xié)調(diào)整個生物膜發(fā)展過程中的群落活動。

EV生物膜的功能是基于觀察到EV含有分泌到細胞內(nèi)環(huán)境的真菌蛋白貨運成分。

圖片來源：https://doi.org/10.1038/s41467-021-26525-z

EV 非常適合協(xié)調(diào)生物膜發(fā)育調(diào)節(jié)。一個關鍵的特征是，它們的濃度提供了局部細胞密度的指示，從而使細胞能夠評估生物膜形成的可行性。第二個特征是生物膜特異性EV含量可以指示附近是否已經(jīng)形成生物膜，告知細胞在加入現(xiàn)有生物膜或創(chuàng)建新的生物膜之間做出可能的決定。

因此，除了介導基質(zhì)生物發(fā)生的資源共享，作者的研究結(jié)果表明EVs具有廣泛塑造基于社區(qū)的生理行為的信息作用。這種將 EV 及其貨物作為各種生物膜相關事件功能調(diào)節(jié)劑的觀點可能指向針對生物膜生長多個階段的新治療途徑。（生物谷 世聯(lián)博研Bioexcellence）

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