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这是一个关于一次危险的边境穿越、贵重货物以及追踪一个身份成谜且备受争议的秘密走私犯的故事，这个谜团和争议已经持续了几十年。
严酷的边境是细菌周围难以穿透的膜，很少有东西可以通过。 但是，走私犯，一种细菌蛋白，将关键的原材料通过这个屏障运送，以帮助构建生物体的保护鞘，即细胞壁。 阻止这种蛋白质应该会削弱细胞壁——这对细菌不利，但对感染细菌的患者有利，因为这可能导致新的抗生素。
然而，为了阻止它，科学家们必须识别出走私犯蛋白——直到最近，他们在弄清楚它是众多分子中的哪一个方面一直受阻。 它有一个通用名称，即外翻酶，但仅此而已。 于7月11日《科学》杂志上宣布的一项新研究试图揭开这种难以捉摸的分子面纱，并将其命名为 MurJ。 这项由俄亥俄州立大学的科学家领导的研究是微生物学家首次在活细菌中捕捉到该蛋白质的活动。 但他们的发现也引发了一场激烈的辩论，因为其他科学家提出了证据，指出另一个罪魁祸首。
细菌细胞膜充当一个柔性屏障，将细胞内容物固定在原位。 在此之外，细胞壁是一个坚硬的网状结构，可防止膜因巨大的内部压力而爆炸。 阿肯色大学医学科学学院的微生物学家凯文·杨说，细胞壁就像一个鸡笼网栅栏，可以加强和支撑细胞膜。“这就像你拿一个气球，把它包裹在一些网状结构中，然后试图向里面充气。 气球不会爆炸。” 杨没有参与这项研究，他在同一期《科学》杂志的随刊文章中将研究结果描述为重要，并谈到了仍在激烈的身份辩论。
外翻酶很重要，因为它有助于用一种叫做肽聚糖的糖分子构建细胞壁，而肽聚糖是在细胞内部制造的。 为了到达细胞壁，肽聚糖必须穿过由称为脂质的油性分子组成的内膜，脂质会排斥它们。
因此，外翻酶偷偷地将肽聚糖运出，而没有给膜排斥它的机会。 怎么做呢？ 俄亥俄州立大学的微生物学家、这项新研究的研究团队成员纳蒂维达德·鲁伊斯说，想象一下把你的手合在一起，只让你的指尖接触。 现在切换，让你的手掌根部连接而不是指尖接触。 通过在你的手之间插入一个物体并切换开口，你可以将物体从手掌移动到指尖，而无需将其暴露于任何东西——比如排斥膜——到你的左边或右边。
鲁伊斯的研究小组发现 MurJ 在大肠杆菌中做的非常像那样的事情。 他们抑制了这种蛋白质，发现当它被削弱时，肽聚糖无法穿过膜。 这一结果，以及 MurJ 结构的计算机模型，向鲁伊斯表明 MurJ 就是外翻酶。 “如果你看看之前的所有证据……你不得不得出结论，MurJ 就是执行这项工作的蛋白质本身，”她说。
伊夫扬·布雷金克说，他根本不必得出这样的结论。 布雷金克是荷兰乌得勒支大学的生物化学家，他倾向于另一种名为 FtsW 的蛋白质作为外翻酶。 在 2011 年《欧洲分子生物学组织期刊》上发表的研究中，这位科学家进行了一项试管实验，使用提取的细菌膜片段来表明 FtsW（而不是 MurJ）对多少肽聚糖穿过边界有影响。 布雷金克说，还有许多其他潜在的原因可以解释为什么鲁伊斯的结果会表明 MurJ 是外翻酶。 “这就是[在活细胞中]的困难。 你总是有其他的解释。 我们必须纯化蛋白质并证明它在[细胞外]具有活性。”
然而，对于鲁伊斯来说，这正是布雷金克实验的问题所在：它与活细胞的现实人为地脱节，以至于其结果必须持保留态度。 “他们从未回到细胞中进行测试，”她说。 “最终我们想知道的是它在细胞中是如何工作的。 所以让我们从细胞开始，让我们尽可能多地在生物系统中学习。”
这场争论既关乎不同的科学哲学，也关乎一对蛋白质，它将活细胞固有的复杂性与简化的——也许是过度简化的——分子参与者较少的纯化实验世界进行了对比。 最终，解决这场辩论需要的不仅仅是另一个支持 MurJ 或 FtsW 的实验，还需要一个结果，该结果能够同时解释每个团队的发现，同时指向一个共同的罪魁祸首。 “我们希望这两件事以某种方式结合在一起，”杨说。 “你想要的是两种方法都能给你相同的结果。”