细菌利用病毒来区分朋友和敌人苗圃
时间：2022/09/30 07:47:02 编辑：
细菌利用病毒来区分朋友和敌人
通常在我们的肠道中定殖的细菌细胞可以利用历史上认为他们的敌人 - 一种病毒 - 将自己与不同的细菌物种区分开来。研究人员于4月16日在Cell Reports杂志上报道，一些微生物利用已经污染它们的病毒进行自我识别，从而提供更大的健康，排斥缺乏这种适应性的竞争对手。
“这是第一个通过使用病毒将细胞与相关竞争者区分开来的证据，”宾夕法尼亚州立大学的托马斯伍德说，该研究的许多共同资深作者之一“这意味着我们应该重新评估病毒与其细胞宿主之间的关系，因为病毒感染有时会有好处。”
考试的想法始于Wood和他的工作人员看到一条分界线，这条分界线在完全不同的大肠杆菌Okay-12菌株之间形成，但不是在相同的克隆之间，因为它们彼此游动。为了研究潜在的机制，伍德，宾夕法尼亚州立大学的第一创始人Sooyeon Song和中国科学院的联合高级检查创始人王晓雪筛选了整个大肠杆菌 Okay-12图书馆的游泳习惯四，296单 - 基因淘汰赛。
他们发现分界线完全消失，只有一个突变影响了一些噬菌体复制所需的基因。研究结果表明，噬菌体相关蛋白可用于细菌自我识别。
与此概念一致，研究人员发现，大肠杆菌 Okay-12压力缺失了所有9种神秘的预先分离线，其分界线也被根除- 噬菌体基因组内置于细菌染色体中，但不会输入高能噬菌体颗粒或破裂它们的宿主细胞。在明确的额外实验中发现，分界线需要隐性原噬菌体CPS-53，当然还有其中一种蛋白质YfdM。
由于CPS-53在细胞裂解和噬菌体颗粒制造方面基本上是无活性的，研究人员怀疑分界线是通过独特的，高能噬菌体引起的细胞裂解而形成的。他们发现暴露含有高能裂解噬菌体的细菌细胞刺激噬菌体颗粒的产生并诱导细胞裂解，主要是这些缺失的SW1。更高浓度的YfdM或噬菌体颗粒在细菌细胞之间产生更厚的分界痕迹。研究结果表明，SW1通过使用许多宿主的神秘原始蛋白质之一CPS-53的YfdM来控制分界线的形成。
“ 大肠杆菌利用其过时的敌人的工具，它在染色体上捕获，用于处理这种新的病毒SW1，它完全停留在细胞表面，主要是在细胞上浏览，”伍德说。“因此，细菌细胞正在使用一种新的病毒SW1，对抗其竞争对手并使用一种攻击数百万年前病毒的蛋白质。”
该技术明显有益于宿主细胞，其排斥了缺乏SW1的不同菌株，并且当用来自不同菌株的噬菌体颗粒攻击时证实了进展益处。“一种新的病毒SW1和一种旧的病毒蛋白YfdM在细胞搜索食物时被用作工具 - 所有细菌通常都在挨饿，”伍德说。“基本的想法是携带病毒SW1的细胞没有像之前没有看过病毒SW1那样被杀死。所以携带病毒SW1的细胞比缺乏病毒的细胞更合适。”
这种新发现的自我识别机制允许微生物进入社交团队，与亲属合作，同时在整个行为中对抗非亲属，这对于营养，毒力，安全性，群体感应和生物膜形成可能是必不可少的。“细菌经常被认为是单独生活，但实际上它们可以作为群体来觅食，”伍德说。“为了作为一个群体，他们必须能够将自己与其他细菌区分开来。在一种社交活动中，当他们进行交流时，细菌细胞会分泌化学信号进行交流。现在我们展示细胞利用病毒来区别于相关细菌。“
在未来的研究中，研究人员计划研究SW1如何避免攻击其宿主细胞，作为替代杀死主要缺乏病毒的微生物。最终，了解细胞如何竞争可能有助于模拟自然和团队中使用微生物的人工生物学功能。“此外，如果我们更好地了解病毒如何选择攻击哪种细胞，我们或许可以更好地利用病毒来对抗细菌感染。”