已經(jīng)確定了控制發(fā)光細(xì)菌殺死競爭細(xì)菌細(xì)胞所需的關(guān)鍵基因表達(dá)的兩個因素。賓夕法尼亞州立大學(xué)研究人員的發(fā)現(xiàn)揭示了使不同細(xì)菌菌株在夏威夷短尾魷魚中競爭并建立共生關(guān)系的分子機制。因此，這項研究于《細(xì)菌學(xué)雜志》在線發(fā)表，這讓我們對如何確定宿主微生物群的組成有了更深入的了解，并可能適用于人類更復(fù)雜的微生物群。
賓夕法尼亞州立大學(xué)生物化學(xué)和分子生物學(xué)助理教授、研究團隊負(fù)責(zé)人Tim Miyadairo說，“我們試圖了解動物和微生物共生時細(xì)菌是如何相互作用的?！薄坝辛嗽S多這樣的共生體，宿主組織的表面就變成了一個生態(tài)系統(tǒng)，不同物種和菌株的細(xì)胞相互作用，爭奪資源。我們知道一些細(xì)菌菌株具有攻擊和殺死其他菌株的能力，但我們不知道這種機制是如何受基因調(diào)控的?！?
當(dāng)夏威夷短尾烏賊孵化時，周圍環(huán)境中的生物發(fā)光細(xì)菌開始在烏賊光器官的微小隱窩中繁殖。細(xì)菌在地穴中找到庇護所和營養(yǎng)豐富的環(huán)境，它們在那里發(fā)出藍(lán)光，研究人員認(rèn)為這有助于掩蓋下方捕食者的夜間烏賊。這種細(xì)菌的一些菌株，費氏弧菌，將毒素注射到附近的細(xì)菌細(xì)胞中，并通過稱為第六型分泌系統(tǒng)(T6SS)的針狀機制殺死它們。使用T6SS的菌株將殺死隱窩中的敏感菌株，而沒有T6SS的菌株將與其他菌株共存。
賓夕法尼亞州立大學(xué)博士后研究員、該論文的第一作者Kersten R Guckes說，“已經(jīng)在許多不同的細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)了VI型系統(tǒng)?！薄捌鸪?，人們認(rèn)為它主要引起病原菌的疾病。比如霍亂弧菌就用霍亂弧菌。然而，我們現(xiàn)在知道有益菌(如菲氏弧菌)也用T6SS殺死其他細(xì)菌。人們認(rèn)為T6SS生產(chǎn)細(xì)菌的能量昂貴，這樣做可能會干擾細(xì)菌的繁殖和產(chǎn)生生物發(fā)光的能力，因此了解系統(tǒng)的組成部分是如何被調(diào)節(jié)的將有助于我們解釋宿主和共生體之間的關(guān)系。以及導(dǎo)致共生的因素?！?
T6SS的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)成分是Hcp，由兩個功能冗余基因編碼。研究團隊表明，Hcp的表達(dá)取決于兩個因素：取代因子54和細(xì)菌增強子結(jié)合蛋白VasH。此外，他們還表明細(xì)菌殺死其他細(xì)胞所必需的VasH調(diào)節(jié)宿主中Hcp的表達(dá)，這表明T6SS的表達(dá)在共生過程中受到調(diào)節(jié)。
Miyadairo說：“宿主環(huán)境可以刺激VI型系統(tǒng)的知識表明，這個系統(tǒng)已經(jīng)集成到細(xì)菌和魷魚共存時使用的開發(fā)程序中?！薄耙虼?，無論是否存在其他競爭細(xì)菌，這個系統(tǒng)似乎對共生關(guān)系的建立非常重要。此外，我們可以將我們在這種相對簡單的宿主-共生關(guān)系中所學(xué)到的知識應(yīng)用于更復(fù)雜的微生物群，例如已發(fā)現(xiàn)的微生物群。在人類的腸道和皮膚里?！?
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