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为探究微生物竞争与病毒病原体的关系,研究人员开展微生物分泌天然产物影响竞争对手噬菌体敏感性的研究。发现链霉菌产生的铁载体(coelichelin)使枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)对噬菌体感染敏感,揭示了二者协同塑造微生物竞争结果的意义。
微生物为了战胜竞争对手,会产生并分泌次生代谢产物来杀死邻近细胞,还能隔离营养物质。这种由代谢产物介导的竞争很可能是在复杂的微生物群落与病毒病原体共存的环境中演变而来的。因此,研究人员推测微生物会分泌天然产物,使竞争对手对噬菌体感染变得敏感。
研究人员通过二元相互作用筛选和化学表征,发现了链霉菌(Streptomyces sp.)产生的一种次生代谢产物 —— 铁载体(coelichelin)。在体外实验中,它能让链霉菌在土壤中的竞争对手枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)对噬菌体感染更为敏感。
铁载体 coelichelin 通过螯合铁元素,使枯草芽孢杆菌对一系列裂解性噬菌体(SPO1、SP10、SP50、Goe2)敏感。这一过程阻止了枯草芽孢杆菌中 Spo0A 的激活,而 Spo0A 是稳定期和芽孢形成的主要调控因子。
代谢组学分析显示,其他细菌天然产物也可能为其产生者带来噬菌体介导的竞争优势。总体而言,这项研究揭示了天然产物与噬菌体之间的协同作用能够影响微生物之间的竞争结果。