当前位置: 主页 > 神经科学 > 神经免疫与炎症

研究揭示细菌如何利用通用语言进行交流

2005-10-12 12:00 霍华德休斯医学院研究团队 《自然》杂志 阅读 0
核心摘要: 研究揭示细菌如何利用通用语言进行交流,并探讨其对生态和人类健康的影响。研究表明,细菌通过法定人数感应相互沟通,并能操控这种交流以迷惑其他细菌。

细菌并非仅仅是单细胞生命体,它们拥有复杂的交流方式。尽管不同细菌种类之间的对话一直是细菌研究中的难点,但科学家们对它们的化学交流已有了一定的了解。霍华德休斯医学院(HHMI)的研究人员发现,不同种类的细菌能够利用一种通用的语言进行交流,且某些细菌能够操控这种交流以迷惑其他细菌。

细菌种间的对话及其误导行为对人类健康具有重要影响。细胞之间的交流能力以及干扰这种交流的能力在细菌种类竞争的微环境中,或在细菌与人类相互作用的微环境中,扮演着关键角色。这项研究的结果已于9月29日发表在《自然》杂志上。

研究表明,细菌通过一种称为“法定人数感应”的化学交流过程相互沟通,以确定其数量并协调一致行动。这种同步的细菌群体能够模仿多细胞生物的行为,准备应对单个细菌无法独自面对的挑战。细菌数量的增加触发了它们的群体感应机制,而这一机制对不同类型的细菌产生不同的影响。例如,一种细菌可能负责释放毒素,而另一种则可能负责脱离生物膜并迁移到新的环境中。

每种细菌都有其独特的“语言”,但大多数细菌也能理解一种分子“方言”。约十年前,Bassler实验室发现了一种名为AI-2(autoinducer-2)的化学信号,它在所有细菌中源自同一个基因,并被释放到细胞外以宣告该细胞的存在。附近的细菌则通过监测AI-2的浓度来进行“人口普查”。

研究人员推测AI-2是一种通用语言,而Bassler实验室的新发现首次证明了这种对话确实存在,并在混合种类中产生了影响。

在实验中,研究人员将益生菌大肠杆菌与一种名为Vibrio harveyi的发光海洋细菌混合。在试管中,任意一种细菌的AI-2生成调节了海洋细菌的光强度,并激活了大肠杆菌中的法定人数感应基因。这些结果证实了研究人员之前的猜测:AI-2的语言具有多功能性。

然而,研究人员发现这种通用语言并不总能传递准确的信息。在之前的研究中,Xavier等人发现大肠杆菌既能产生AI-2,也能消耗AI-2。在新的研究中,研究人员让大肠杆菌首先生成AI-2,然后消耗足够的AI-2以降低海洋细菌的光强,从而欺骗这些海洋细菌,使其误以为数量很少,从而终止其法定人数感应行为。此外,研究人员还将大肠杆菌与霍乱细菌混合进行了实验。

这项研究使我们更进一步地理解自然界中细菌之间的相互作用,以及它们如何利用复杂的机制进行交流和干扰。这或许只是细菌在操控化学信号方面的一种“策略”。

    发表评论