弧菌和夏威夷短尾魷魚（Euprymna scolopes）之間的專一的伙伴關(guān)系是終生的，但它必需在每個(gè)小魷魚在海洋中孵化后在其發(fā)光器官中被再造,。這種復(fù)雜的過程涉及最初附著在發(fā)光器官表面的黏膜纖毛上皮上的僅僅3到5個(gè)費(fèi)氏弧菌細(xì)胞,，隨后通過這種生物在發(fā)光器官毛穴的聚集，以及后來遷移到發(fā)光器官的腺窩,，在這里它們開始增殖。來自高多樣性海洋細(xì)菌群落的費(fèi)氏弧菌的富集之前被證明依賴于上皮黏液,，包括一個(gè)梯度的殼二糖(甲殼素分解產(chǎn)物)的形成，它促進(jìn)了定居,。
為了確定是否宿主基因表達(dá)的變化伴隨著共生關(guān)系的開始,，Kremer等人比較了共生發(fā)光器官（暴露在數(shù)以千計(jì)的環(huán)境細(xì)菌下,，并且平均是5個(gè)費(fèi)氏弧菌細(xì)胞）的轉(zhuǎn)錄組，以及非共生發(fā)光器官（僅暴露在環(huán)境細(xì)菌下）,。結(jié)果表明，蛋白酶和水解酶轉(zhuǎn)錄在少量共生的費(fèi)氏弧菌細(xì)胞存在的情況下被增強(qiáng)了,，特別是那些與幾丁質(zhì)的代謝和最顯著的基因編碼殼三糖酶有關(guān)的酶,。
在其他副產(chǎn)物中,，來自其他物種的殼三糖酶是一種分泌的酶，能夠裂解甲殼素聚合物并釋放殼二糖,。凈化的夏威夷短尾魷魚殼三糖酶也表現(xiàn)出了催化活性——在酸性pH值的上皮粘液中表現(xiàn)最佳,。此外，免疫顯微鏡檢查定位了費(fèi)氏弧菌在發(fā)光器官中積聚區(qū)域的編碼轉(zhuǎn)錄物和蛋白質(zhì),，并且甲殼素副產(chǎn)物在發(fā)光器官的毛穴被富集,，后者是費(fèi)氏弧菌感知甲殼素梯度的地方。
在毛穴積聚后,，但在遷移進(jìn)腺窩之前,，因?yàn)闇?zhǔn)備一個(gè)新的環(huán)境條件,，費(fèi)氏弧菌細(xì)胞好像暫停了，就像一個(gè)化學(xué)引誘物梯度,。Kremer等人指出,，費(fèi)氏弧菌對(duì)殼二糖的預(yù)曝光放大了沿著一個(gè)殼二糖梯度的轉(zhuǎn)移,。這意味著聚集細(xì)胞在發(fā)光器官毛穴上早期暴露于殼二糖（由殼三糖酶的活動(dòng)產(chǎn)生）使它們?yōu)闈撊胂俑C做好了準(zhǔn)備。
總的來看,，這些發(fā)現(xiàn)明確了支撐導(dǎo)致費(fèi)氏弧菌-魷魚共生關(guān)系建立的初始事件的分子機(jī)制和時(shí)空動(dòng)力學(xué),。發(fā)光器官的粘膜纖毛上皮對(duì)第一批少量相互作用的共生體進(jìn)化出了高度敏感和選擇性的轉(zhuǎn)錄響應(yīng)——這導(dǎo)致了促進(jìn)隨后定居的局部化學(xué)環(huán)境的一次改變。這項(xiàng)研究闡明了發(fā)起一個(gè)有益共生關(guān)系所需的關(guān)鍵分子策略,，其中很可能是廣泛的原則（生物谷Bioon.com）,。
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Nature doi:10.1038/nrmicro3114
Breaking the ice with your host
Christina Tobin Kåhrström
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