英國皇家霍洛威大學,、倫敦大學和牛津大學的研究人員在田間里研究了細菌致病菌株和非致命菌株的動態(tài)競爭(competitive dynamics),。
細菌越來越被認為成群生活而且相互作用，并且分享著諸如毒力因子,、生物膜(biofilm)和用來吸收鐵的蛋白,。它們通過合作來利用這些共享的資源。
然而,，就人類而言,，這種類型的合作遭受著利用他人的辛苦勞動而不能作出自己貢獻的“欺騙者(即欺騙性細菌)”的威脅。
根據(jù)一篇于2012年7月6日發(fā)表在《科學》期刊上的論文,，研究人員第一次在自然環(huán)境下利用蘇云金桿菌(Bacillus thuringiensis)開展研究,。
論文第一作者、皇家霍洛威大學生物科學學院研究員Ben Raymond博士說,，“當資源稀缺時,，合作者和欺騙者表現(xiàn)得很好，但是欺騙者不能完全排除合作者,，這是因為毒素產(chǎn)生是獲得毛蟲宿主體內豐富資源所必需的,。我們也發(fā)現(xiàn)合作者傾向于與田間里的其他合作者間雜地生活在一起，這就意味著欺騙者只有有限的機會利用毒素產(chǎn)生者,。這是非常重要的,，因為在患病期間，細菌毒素導致?lián)p傷產(chǎn)生,，因此很多細菌致病物分泌毒素是為了攻擊它們的宿主,。蘇云金桿菌是一種重要的生物殺蟲劑，因能夠產(chǎn)生大量毒素而得到廣泛應用,。如今,，我們理解在田間里大規(guī)模利用這些代謝上代價高昂的產(chǎn)物為何保持穩(wěn)定的原因。”
包括霍亂弧菌,、大腸桿菌和鏈球菌在內的很多危險性物種的非致病菌株和致病菌株在自然中都是共同生存的,。這項新研究可能有助于科學家們理解如何和為何它們共同生存。(生物谷：Bioon.com)
本文編譯自Scientists reveal how natural systems limit the spread of "cheating" bacteria
doi:10.1126/science.1218196
PMC:
PMID:
The Dynamics of Cooperative Bacterial Virulence in the Field
Ben Raymond1,*, Stuart A. West2, Ashleigh S. Griffin2, Michael B. Bonsall2,3
Laboratory experiments have shown that the fitness of microorganisms can depend on cooperation between cells. Although this insight has revolutionized our understanding of microbial life, results from artificial microcosms have not been validated in complex natural populations. We investigated the sociality of essential virulence factors (crystal toxins) in the pathogen Bacillus thuringiensis using diamondback moth larvae (Plutella xylostella) as hosts. We show that toxin production is cooperative, and in a manipulative field experiment, we observed persistent high relatedness and frequency- and density-dependent selection, which favor stable cooperation. Conditions favoring social virulence can therefore persist in the face of natural population processes, and social interactions (rapid cheat invasion) may account for the rarity of natural disease outbreaks caused by B. thuringiensis.
