研究表明 细菌利用病毒进行自我识别
通常在我们的肠道中定殖的细菌细胞可以使用传统上被认为是他们的敌人 - 病毒来区分其他细菌物种。研究人员于4月16日在Cell Reports杂志上报道,一些细菌利用感染它们的病毒(即噬菌体)进行自我识别,从而表现出更强的适应性,排斥缺乏这种适应性的竞争对手。
这是细胞通过使用病毒与相关竞争者区别开来的第一个证据。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带来好处。“
宾夕法尼亚州立大学的托马斯伍德,该研究的共同高级作者之一
研究的想法始于伍德和他的团队注意到在不同的大肠杆菌K-12菌株之间形成的分界线,而不是在相同的克隆之间,因为它们彼此游动。为了研究其潜在机制,宾夕法尼亚州立大学的第一作者Sooyeon Song和中国科学院的共同高级研究作者王晓雪筛选了4,296个单基因的完整大肠杆菌K-12文库的游泳行为。击倒。
他们发现分界线完全消失,因为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,噬菌体相关蛋白负责细菌自我识别。
与这一想法相一致,研究人员发现大肠杆菌K-12菌株的分界线也被淘汰,这种菌株缺乏所有九种神秘的前体 - 噬菌体基因组已整合到细菌染色体中,但不会形成活性噬菌体颗粒或破裂(“裂解“)他们的宿主细胞。特别是,另外的实验表明,分界线需要隐性原噬菌体CPS-53及其蛋白质之一YfdM。
由于CPS-53在细胞裂解和噬菌体颗粒产生方面基本上无活性,研究人员怀疑分界线是通过由不同的活性噬菌体引起的细胞裂解形成的。他们发现将含有一种叫做SW1的活性裂解噬菌体的细菌细胞暴露于YfdM会刺激噬菌体颗粒的产生并导致细胞裂解,主要是那些缺乏SW1的细胞。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线。研究结果表明SW1通过使用宿主的隐秘原噬菌体蛋白质CPS-53的YfdM来繁殖,从而控制分界线的形成。
“大肠杆菌利用它的老敌人的工具,它被困在它的染色体上,与这种新的病毒SW1一起工作,它主要停留在细胞外,主要在细胞上冲浪,”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。”
该策略明显有益于宿主细胞,其抵抗了缺乏SW1的其他菌株,并且当用来自其他菌株的噬菌体颗粒攻击时显示出生长优势。“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细菌形成社会群体,与亲属合作,同时在对营养,毒力,保护,群体感应和生物膜形成可能重要的行为中对抗非亲属。“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,而主要杀死缺乏病毒的细菌。最终,了解细胞如何竞争可能对模仿自然和使用细菌的合成生物学应用有用。“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。”
推荐内容
-
粽子吃不完放冰箱可以保存很久?其实是这样...
生活中我们经常会听见各种各样的流言,但是只要我们用心去思考和辨认其实 不难发现这些谣言有很多破绽。所以今天,小编照常给大家辟谣一则
-
真的有“打针西瓜”?其实是这样...
面对流言,希望我们第一时间想到的是寻找官方回应。而不是着急着把流言传播出去,毕竟现在网络相关的法律法规都出台了,网络上传播谣言...
-
昆明疫情预计结束时间什么时候解封 昆明今天疫情最新消息哪里
昆明疫情今天最新情况消息通告,预计什么时间结束?据消息显示,3月27日晚,按照《昆明市应对疫情工作领导小组指挥部关于对涉疫地区来昆返昆
-
一瓶酒等于十根烟,你还敢喝它吗?事实又是什么?
相信很多人都被“误导”过。因为现在的网络信息非常丰富和更新迅速,还没等我们了解事情的详情,下一秒就又反转了。所以大家在获取信息...
-
由细胞饥饿调节的新蛋白质
基础科学研究所(IBS)基因组完整性中心的研究人员发现了一种参与DNA修复机制的蛋白质的意外作用。蛋白质SHPRH不仅有助于修复DNA复制过程中产
-
转存了解!哪些疫苗可以保护你?
转存了解!哪些疫苗可以保护你? 新冠疫苗、流感疫苗、HPV疫苗…… 接种疫苗是预防疾病发生的重要手段。儿童和老人接种新冠疫苗有...
-
防晒引发维生素D缺乏? 别轻易听信
防晒引发维生素D缺乏? 别轻易听信随着传播途径的多样化发展,消息的传播方式多种多样,但其中很多消息还没被证实真实性就大范围传播开了
-
通过阻断复制来阻止感冒病毒的死亡
普通感冒病毒(及其更致命的近亲,引起脊髓灰质炎和急性弛缓性脊髓炎的病毒)可能已经遇到了它的报应。在最近发表于2019年9月16日的《自然...