利用單分子螢光顯微術與螢光相干光譜解析細菌鞭毛與第三型分泌系統數量與位置之控制機制

在趨化系統調控下，藉由轉動方向改變細菌運動行為，鞭毛是細菌游泳時最主要的胞器。鞭毛的結構由超過二十種蛋白自組裝而成，因而是也是自組織研究的重要樣本，並且是仿生科學的參考範例。不過，雖然鞭毛組成的細節已經過充分的研究，但對於如大腸桿菌的多鞭毛菌來說，在缺乏如同端點鞭毛菌具有的調控蛋白下，鞭毛在數量與在細菌表面位置的調控機制仍是未解的問題。在前期的觀察中，我們已發現，鞭毛基底蛋白匯聚集在以生成鞭毛底座周圍。在本計畫中，我們提出藉由超解析的單分子螢光顯微術，針對大腸桿菌鞭毛最先聚集之FliF與FlhA兩種蛋白，量測其於細菌表面之分布，並解析其初始組成形為。在進一步的分析其空間位點分布下，此二蛋白分子的聚集行為與其可能的形成機制也取得了解析。首先，FlhA蛋白在聚集形成的過程中扮演主動的角色，起始聚集狀態的形成，而聚集的穩定則需要FliF蛋白的參與才能達成。並且，藉由聚集體的尺寸變化，我們確認這種聚集現象在野生株細胞的原始狀態下變已存在。而此聚集的現象可為在不同的蛋白質表現量下，提供細胞內緩衝的功能。