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Cell子刊:细菌大战没有投降一说,打不过就发动自杀式袭击

日期: 2020-06-09
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细菌是一种具有侵略性的生物,它们已经进化出了一系列严酷的策略来杀死和抑制竞争对手。这些策略中最极端的一种是细胞主动分裂并死亡以释放大量的毒素来杀死其他菌株。虽然我们知道一些细菌会这样做,但这种行为是否具有普遍性还不得而知。
近日,发表在《Current Biology(当代生物学)》上的一项新研究中,来自英国牛津大学动物和生物化学系的研究人员发现,在细菌大战中,为了打败竞争对手,交战的细菌会进行大量自杀性攻击


Cell子刊:细菌大战没有投降一说,打不过就发动自杀式袭击


这项研究表明,在细菌战场的某些区域,几乎所有的细菌都会杀死自己,从而产生大规模的同时攻击。


Cell子刊:细菌大战没有投降一说,打不过就发动自杀式袭击


图片来源:Current Biology
自杀行为在自然界中非常罕见,很难理解它们为什么会进化。这项研究表明,数以百万计的细菌会同时进行自杀行为。此外,在所有研究得充分的细菌中,也存在这种情况,如常见的肠道细菌大肠杆菌这一发现与群居昆虫、蜜蜂和蚂蚁的行为有着惊人的相似之处,这些昆虫也会对入侵者发动大规模的自杀式攻击。


Cell子刊:细菌大战没有投降一说,打不过就发动自杀式袭击

图片来源:Current Biology



研究第一作者、牛津大学动物和生物化学系Elisa Granato博士说:“在这些攻击中死亡的细菌数量之多令人惊讶。但我们这项研究解释了它们这样做的原因:当细胞无论如何都要被竞争对手的毒素杀死时,它们就会放手一搏,进行自杀式攻击。这是细胞的最后一次攻击,是在死亡前发动的强大反击。
在这项研究中,研究人员在实验室中使用3D延时荧光显微镜观察了细菌战场。他们使用一种方法,可以让细胞在进行自杀行为时改变颜色。这使研究人员可以随着时间推移跟踪战场前线的具体细胞,观察它们与竞争对手进行攻击的时间和数量。


Cell子刊:细菌大战没有投降一说,打不过就发动自杀式袭击


图片来源:Current Biology
研究通讯作者、牛津大学动物和生物化学系Kevin Foster教授说:“像大肠杆菌这样的细菌既可以是致命的病原体,也可以是生活在我们体内的保护性共生体。因此,这些细菌能否打赢这场战争,将决定你是否拥有良好的健康状况,还是会患上破坏性的疾病因此,对细菌战争的研究可能有助于我们既能击退病原体,又能促进所谓的‘友好’细菌。
研究人员希望,通过更广泛地了解细菌战争的规律,并以此来设计益生菌,让它们来促进我们的健康和治疗感染。



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