大肠杆菌K-12 L型菌株及其进化变体的基因组适应性研究：揭示无壁生长的遗传机制

来自荷兰的研究团队针对细菌无细胞壁生存机制这一科学难题，通过构建新型大肠杆菌K-12 MG1655 L型菌株（L-form0）及其长期进化变体（L-formLTE），完成了全基因组测序分析。研究鉴定出与细胞壁缺失生长相关的关键突变（如RAC原噬菌体基因缺失和intF区域整合），揭示了细菌在抗生素压力下的适应性进化路径，为理解抗生素耐药性（AMR）和细菌持久性提供了新视角。

　　

这项突破性研究描绘了细菌突破生理极限的进化史诗。科学家们将携带绿色荧光蛋白(GFP)报告质粒的大肠杆菌K-12 MG1655野生型(WT)置于含青霉素(0.4 mg mL^?1)和卡那霉素(50 μg mL^?1)的L型培养基中，通过紫外线诱变成功培育出首代L型菌株L-form⁰。经过长达121周、800代的马拉松式进化实验，最终获得生长能力增强的L-form^LTE变体。

高通量测序揭示了两株L型菌的基因组奥秘：Illumina NovaSeq 6000平台产生数百万条高质量读长(reads)，经Geneious Prime软件分析发现L-form^LTE丢失了4.5 kb基因组片段，包括影响运动性的trkG和生物膜形成基因。更引人注目的是，进化菌株中GFP表达载体发生了"基因劫持"事件——原始质粒部分序列被含有intF基因的DNA片段取代。

突变图谱显示16个关键基因发生变异：从参与能量代谢的NAD激酶(nadK)到细胞膜合成的UDP-N-乙酰葡糖胺焦磷酸化酶(glmU)，这些突变共同构建了细菌的"无盔甲生存策略"。相衬显微镜图像生动展现了L型菌的形态革命：野生型的标准杆状结构进化为不规则球体，完美诠释了"去武装化"生存的艺术。

这项研究不仅提供了首个大肠杆菌K-12 L型菌株的基因组蓝图，更开辟了研究细菌"裸奔"生存的新范式，为对抗"超级细菌"提供了进化生物学视角的解决方案。