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Science:“殺人越貨”的DNA大盜

日期:2015-01-05 08:49:01

 霍亂是因?yàn)榛魜y弧菌(Vibrio cholerae)感染小腸引起的,患者會因?yàn)榧毙愿篂a而嚴(yán)重脫水。EPFL的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),霍亂弧菌會用一個(gè)分子“長矛”刺死旁邊的細(xì)菌(包括自己的同類)并盜取它們的DNA,這項(xiàng)研究發(fā)表在上周的Science雜志上。研究指出,霍亂弧菌能通過這種“水平基因轉(zhuǎn)移”機(jī)制吸收其獵物的特性,讓自身變得更加致命。

 

Melanie Blokesch等人發(fā)現(xiàn),V. cholera擁有一個(gè)不斷刺出的分子“長矛”,這種武器屬于VI型分泌系統(tǒng)(T6SS),而T6SS存在于許多類型的細(xì)菌中。當(dāng)V. cholerae遇到其他細(xì)菌時(shí),就會用“長矛”在它們身上扎個(gè)洞,然后攝取細(xì)菌死亡時(shí)釋放的遺傳物質(zhì)。這是一種與周圍細(xì)菌競爭并盜取DNA的獨(dú)特機(jī)制。

 

殺人越貨

 

霍亂弧菌這種“殺人越貨”的行為是由環(huán)境觸發(fā)的。霍亂弧菌原本生活在水體中,附著在浮游甲殼類生物上,以甲殼的主要成分幾丁質(zhì)為食。當(dāng)存在幾丁質(zhì)的時(shí)候,V. cholerae用自帶“長矛”攻擊附近的細(xì)菌,盡管它們可能都是自己的同類。

 

Melanie Blokesch實(shí)驗(yàn)室檢測了來自全世界不同地區(qū)的霍亂弧菌菌株,絕大多數(shù)菌株涉及了上世紀(jì)六十年代始于印度尼西亞并很快蔓延到亞洲、歐洲和拉丁美洲的霍亂疫情,這些細(xì)菌如今仍然在影響著特定的人類群體。

 

研究人員在幾丁質(zhì)表面培養(yǎng)這些細(xì)菌,以模擬它們的天然棲息地。他們發(fā)現(xiàn),分子“長矛”不僅是V. cholerae的生存武器也和基因轉(zhuǎn)移有關(guān),能讓細(xì)菌對抗生素等環(huán)境威脅更有抵抗性。研究表明,霍亂弧菌的分子“長矛”的確參與了“水平基因轉(zhuǎn)移”事件。

 

“通過這種DNA獲取模式,一個(gè)V. cholerae細(xì)胞能夠吸收包含四十多個(gè)基因的DNA片段,” Melanie Blokesch說,“這里的遺傳學(xué)信息含量是相當(dāng)大的。”

 

水平基因轉(zhuǎn)移是細(xì)菌的一個(gè)普遍現(xiàn)象,與細(xì)菌的毒力因子和抗生素抗性有關(guān)。鑒于霍亂弧菌的殺傷武器是幾丁質(zhì)誘導(dǎo)的,人們吃下這種食物時(shí)會面臨更大的危險(xiǎn),霍亂弧菌的分子“長矛”會殺死人類腸道中的保護(hù)性細(xì)菌。

 

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