科學(xué)家即將破譯細(xì)菌相互溝通的特殊化學(xué)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(xiàng)成果,。美國農(nóng)業(yè)部評價說,，破譯細(xì)菌的化學(xué)語言將幫助研究人員戰(zhàn)勝抗生素抗性感染和危險的細(xì)菌生物膜,。
David Spring等人解釋說,，研究人員早就已經(jīng)知道細(xì)菌相互間可以進(jìn)行交流對話,。微生物能夠釋放出使群體中數(shù)百萬個小個體相互協(xié)作的小分子,。
致病細(xì)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(xì)信號過程有關(guān)的化合物的結(jié)構(gòu)和功能將有助于研發(fā)出能夠抑制這種信號,、預(yù)防感染的新藥,。
這項(xiàng)研究描述了一類叫做AHL（N-乙酰高絲氨酸內(nèi)酯）類似物的強(qiáng)大化合物的形成過程,。這類化合物在多種細(xì)菌類型中均起作用,，當(dāng)然也包括多種導(dǎo)致人類疾病的細(xì)菌類型,。這些化合物物是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)大的“法定人數(shù)感應(yīng)”組合調(diào)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(dǎo)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(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)不同種類的細(xì)菌能夠利用一種通用的語言來進(jìn)行對話，并且一些種類還能夠操縱這種對話來迷惑其他細(xì)菌,。細(xì)菌種間對話和錯誤指示對人類健康產(chǎn)生重要的影響,。細(xì)胞與其他細(xì)胞交流的能力和干擾這種交流過程的能力在涉及細(xì)菌種類競爭的微環(huán)境中或細(xì)菌與人類相連的微環(huán)境中處于重要地位,。
利用 “法定人數(shù)感應(yīng)”的化學(xué)交流過程，細(xì)菌相互交流以確定出它們的數(shù)量并作為一個整體進(jìn)行一致行動,。這種同步化的細(xì)菌群體能夠模仿一個多細(xì)胞生物的能力,，并做好準(zhǔn)備面對單個細(xì)菌無法獨(dú)自面對的挑戰(zhàn),。壯大的細(xì)菌“人口”觸發(fā)了它們的群體感應(yīng)“裝置”--它對不同類型的細(xì)菌有不同的作用。一種細(xì)菌可能負(fù)責(zé)釋放毒素,，而另外一種可能負(fù)責(zé)擺脫生物膜并移動到另外的環(huán)境中。
每種細(xì)菌都有自己的秘密語言,，但是大多數(shù)還能夠聽懂一種分子“方言”--Bassler的實(shí)驗(yàn)室在約10前發(fā)現(xiàn),。一種叫做AI-2（autoinducer-2）的化學(xué)信號（在所有細(xì)菌中均起源于同一個基因）被釋放到細(xì)胞外并因此宣布這個細(xì)胞的存在。附近的細(xì)菌通過監(jiān)控AI-2的水平來進(jìn)行人口普查,。
研究人員推測AI-2是一種通用語言,，并且Bassler實(shí)驗(yàn)室的新發(fā)現(xiàn)首次證明這些對話確實(shí)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(xì)菌混合在一起,。
在試管中,，任意一種細(xì)菌的AI-2制造調(diào)節(jié)了這種海洋細(xì)菌的光強(qiáng)弱并打開了大腸桿菌中的法定人數(shù)感應(yīng)基因,。這些結(jié)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(xiàn)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(xiàn)大腸桿菌同時制造和消費(fèi)AI-2。新的研究中,，研究人員讓大多數(shù)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(xì)菌的光,，從而欺騙這種茁壯成長的海洋細(xì)菌使它們以為它們的數(shù)量很少,，并因此終止它的法定人數(shù)感應(yīng)行為。
此外,，研究人員還將大腸桿菌與霍亂細(xì)菌混合在一起進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),。這項(xiàng)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(jìn)了一步,。而且，細(xì)菌能在種間進(jìn)行交流,，并且它們還擁有先進(jìn)的機(jī)理來干擾這種交流--或許這只是細(xì)菌用于操縱化學(xué)信號的“奸計(jì)”中的其中一種手段,。
