新发现病菌也有“公、私”之分

吴长锋

2018年04月16日08:46  来源:科技日报
 
原标题:新发现病菌也有“公、私”之分

  记者从中国科学技术大学了解到,该校合肥微尺度物质科学国家研究中心金帆教授课题组的一项交叉科学研究,揭示了绿脓杆菌中合作演化稳定的机制。该成果日前发表在国际权威学术期刊《自然·通讯》上。

  绿脓杆菌是一种在自然界广泛存在的条件性致病菌。在绿脓杆菌的感染过程中,宿主体内的铁被宿主产生的螯铁蛋白束缚导致不能被细菌摄取利用,这将导致细菌无法在宿主体内生长复制。此时,绿脓杆菌会通过一种特有的合作模式生产,分泌一种公共的载铁子帮助细菌摄取关键的营养物质铁。然而,这种合成(无私)的细菌行为在演化中并不稳定,很容易受到自私的,也就是不生产载铁子细菌的入侵,最终导致合作的崩溃。理解绿脓杆菌这种特有合作机制,对如何保持稳定而不被自私菌入侵具有重要的临床指导意义。

  研究人员发现,当细菌在外界环境张力较小时,细菌倾向于分享公共产物,此时无私的细菌可以被自私细菌入侵而取代。但是一旦外界环境变差,如紫外线、抗生素、免疫反应等,细菌会通过主动减少公共产物的外排将载铁子私有化,这些私有化的物质可以帮助细菌抵抗环境张力渡过难关,自私菌因为没有载铁子的保护而被淘汰。这种特有的策略被称之为“条件性的私有化”。

  研究人员后续通过演化实验以及理论计算证明,条件性的私有化可以保护细菌的合作不被自私细菌入侵。条件性私有化机制的阐明对理解微生物合作的起源、演化、稳定具有重大意义,同时对治疗绿脓杆菌介导的感染提供有趣的新思路,即通过干扰条件性的私有化,利用“无间道”的方式破坏、瓦解细菌之间的合作,从而在宿主内清除致病菌。

(责编:张歌、吴亚雄)

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