已經確定了控制發(fā)光細菌殺死競爭細菌細胞所需的關鍵基因表達的兩個因素。賓夕法尼亞州立大學研究人員的發(fā)現(xiàn)揭示了使不同細菌菌株在夏威夷短尾魷魚中競爭并建立共生關系的分子機制。因此，這項研究于《細菌學雜志》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雜的微生物群。
賓夕法尼亞州立大學生物化學和分子生物學助理教授、研究團隊負責人Tim Miyadairo說，“我們試圖了解動物和微生物共生時細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胞相互作用，爭奪資源。我們知道一些細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控的?！?
當夏威夷短尾烏賊孵化時，周圍環(huán)境中的生物發(fā)光細菌開始在烏賊光器官的微小隱窩中繁殖。細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)出藍光，研究人員認為這有助于掩蓋下方捕食者的夜間烏賊。這種細菌的一些菌株，費氏弧菌，將毒素注射到附近的細菌細胞中，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博士后研究員、該論文的第一作者Kersten R Guckes說，“已經在許多不同的細菌中發(fā)現(xiàn)了VI型系統(tǒng)?！薄捌鸪酰藗冋J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殺死其他細菌。人們認為T6SS生產細菌的能量昂貴，這樣做可能會干擾細菌的繁殖和產生生物發(fā)光的能力，因此了解系統(tǒng)的組成部分是如何被調節(jié)的將有助于我們解釋宿主和共生體之間的關系。以及導致共生的因素。”
T6SS的關鍵結構成分是Hcp，由兩個功能冗余基因編碼。研究團隊表明，Hcp的表達取決于兩個因素：取代因子54和細菌增強子結合蛋白VasH。此外，他們還表明細菌殺死其他細胞所必需的VasH調節(jié)宿主中Hcp的表達，這表明T6SS的表達在共生過程中受到調節(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)已經集成到細菌和魷魚共存時使用的開發(fā)程序中。”“因此，無論是否存在其他競爭細菌，這個系統(tǒng)似乎對共生關系的建立非常重要。此外，我們可以將我們在這種相對簡單的宿主-共生關系中所學到的知識應用于更復雜的微生物群，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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