Nature:细菌世界的殊死搏斗

　　

    生物通报道  就像所有的生物体一样，细菌为了争夺生存的资源也不得不相互之间进行着殊死搏斗。

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    近期由北卡罗来纳大学Chapel Hill医学院以及加州大学圣巴巴拉分校的科学家们组成的科研小组在《自然》（Nature）杂志上发表论文，详细描述了细菌间发动化学战的复杂机制。新发现将有可能对人类的健康和生存产生重要影响。

    “长期以来我们都知道细菌能够产生毒素，并将其释放到周围环境中以杀灭其他的细菌，就如同向敌人投掷手榴弹一样，”北卡罗来纳大学微生物学和免疫学系副教授Peggy A. Cotter博士说：“然而我们的新数据表明情况或许远比我们想象的更为复杂。”

    加州大学圣巴巴拉分校David A. Low实验室的研究人员发现细菌同时在它们的表面产生了一些蛋白质，从而抑制了与它们接触的其他细菌的生长并导致这些细菌死亡。

    “看起来一些细菌似乎利用了‘沾满毒汁的利剑’进行了一对一的搏斗，”Cotter说：“我们发现每种细菌都在它们的剑尖涂上了不同的毒物。而同时细菌亦生成了针对毒物的特异性的保护（免疫）蛋白从而保护自身及相同家族的其他细菌成员不会受到伤害。”

    这种战斗策略存在于多种致病菌中，其中包括博德特氏菌和类鼻疽伯克霍尔德菌。博德特氏菌是百日咳的主要病因。类鼻疽伯克霍尔德菌是在东南亚的泥土中被发现，是致命性热带疾病的常见病因。研究人员发现在这些细菌以及其他的革兰氏阴性菌的表面有许多大的蛋白。

    “在土壤或人体内，不同的细菌总是相互不断产生碰撞，其中亦包括‘自家人’。细菌通过相互接触识别彼此，进而抑制非同族细菌的生长，”Cotter说。

    北卡罗来纳大学的科学家们认为这种系统有可能代表了一种初级的亲属选择机制，基于这种机制生物体通常总是杀灭与它们在遗传上存在差异的生物体而不伤害它们的近亲。

    “我们还发现一些细菌通常有两个或三个（或有可能有更多的）系统。我们的数据表明这些细菌会通过选择生成三种中任何一种毒素从而杀灭缺乏相关免疫蛋白的其他细菌，”Cotter说：“此外还有证据表明细菌可通过从其他细菌获得水平基因转移而添加新的系统。换句话说，细菌通过窃取死敌的毒素和保护（免疫）蛋白提高自身的武器性能，并以此来杀灭其他的敌人。”

     研究人员相信通过揭示这些细菌近身搏斗的遗传机制，人们或许能在某天开发出一种非致病性的变异生物体，将其放置在环境中例如土壤中就可除去其他的病原体。亦或是将其应用到生物防御中用于局域净化去污。”

（生物通：何嫱）