科學家即將破譯細菌相互溝通的特殊化學語言！來自英國的研究人員在發(fā)表在11月的ACS  Chemical  Biology雜志上的文章報道了這項成果,。美國農業(yè)部評價說,，破譯細菌的化學語言將幫助研究人員戰(zhàn)勝抗生素抗性感染和危險的細菌生物膜。

        David  Spring等人解釋說,，研究人員早就已經知道細菌相互間可以進行交流對話,。微生物能夠釋放出使群體中數百萬個小個體相互協(xié)作的小分子,。

        致病細菌能夠使用這種特殊語言來決定什么時候感染人或其他寄主,。因此，破譯這些與此精細信號過程有關的化合物的結構和功能將有助于研發(fā)出能夠抑制這種信號,、預防感染的新藥,。

        這項研究描述了一類叫做AHL（N-乙酰高絲氨酸內酯）類似物的強大化合物的形成過程。這類化合物在多種細菌類型中均起作用,，當然也包括多種導致人類疾病的細菌類型,。這些化合物物是迄今為止發(fā)現的最強大的“法定人數感應”組合調節(jié)因子,。

        除了在抵抗抗生素抗性感染方面的潛力,，這些化合物還有助于抑制污染醫(yī)療移植,、導致牙齒腐蝕和腸道疾病的生物膜的生長,。            

        此前，霍華德休斯醫(yī)學院的研究人員發(fā)現不同種類的細菌能夠利用一種通用的語言來進行對話,，并且一些種類還能夠操縱這種對話來迷惑其他細菌,。細菌種間對話和錯誤指示對人類健康產生重要的影響。細胞與其他細胞交流的能力和干擾這種交流過程的能力在涉及細菌種類競爭的微環(huán)境中或細菌與人類相連的微環(huán)境中處于重要地位,。

        利用“法定人數感應”的化學交流過程,，細菌相互交流以確定出它們的數量并作為一個整體進行一致行動。這種同步化的細菌群體能夠模仿一個多細胞生物的能力,，并做好準備面對單個細菌無法獨自面對的挑戰(zhàn),。壯大的細菌“人口”觸發(fā)了它們的群體感應“裝置”--它對不同類型的細菌有不同的作用。一種細菌可能負責釋放毒素,，而另外一種可能負責擺脫生物膜并移動到另外的環(huán)境中,。

        每種細菌都有自己的秘密語言，但是大多數還能夠聽懂一種分子“方言”--Bassler的實驗室在約10前發(fā)現,。一種叫做AI-2（autoinducer-2）的化學信號（在所有細菌中均起源于同一個基因）被釋放到細胞外并因此宣布這個細胞的存在,。附近的細菌通過監(jiān)控AI-2的水平來進行人口普查。

        研究人員推測AI-2是一種通用語言,，并且Bassler實驗室的新發(fā)現首次證明這些對話確實發(fā)生并在混合種類中造成后果,。研究人員將益生菌大腸桿菌與一種叫做Vibrio  harveyi的會發(fā)光的海洋細菌混合在一起。

        在試管中，任意一種細菌的AI-2制造調節(jié)了這種海洋細菌的光強弱并打開了大腸桿菌中的法定人數感應基因,。這些結果證明了研究人員之前的猜測：AI-2的語言多功能性,。但是，研究人員發(fā)現這種通用語言不能保證傳遞正確的信息,。在先前的研究中,，Xavier等人發(fā)現大腸桿菌同時制造和消費AI-2。新的研究中,，研究人員讓大多數大腸桿菌首先制造AI-2,，然后消耗足夠量的AI-2以變暗海洋細菌的光，從而欺騙這種茁壯成長的海洋細菌使它們以為它們的數量很少,，并因此終止它的法定人數感應行為,。

        此外，研究人員還將大腸桿菌與霍亂細菌混合在一起進行了實驗,。這項研究使我們向著了解自然界發(fā)生的這種相互作用如何發(fā)生前進了一步,。而且，細菌能在種間進行交流,，并且它們還擁有先進的機理來干擾這種交流--或許這只是細菌用于操縱化學信號的“奸計”中的其中一種手段,。