據報道，美國加州大學圣地亞哥分校生物工程師通過對55個埃希氏菌種（E. coli）的基因測序，重建了每個菌種的代謝目錄。他們發現，利用這些重建目錄能預測每種菌株會在哪種環境里繁盛。這一成果有助于開發出控制致死性埃希氏菌傳染的方法，并掌握更多有關菌種變毒的情況。相關論文發表在近日的美國《國家科學院學報》上。

這些目錄標繪出了每個菌種的所有基因、反應和代謝產物，據此研究人員發現，每個菌種的代謝能力與它們所處的環境有關，由此能測出它們的協調功能，預測它們會在哪種環境繁盛，還能把那些共生或“友好”的埃希氏菌與病原菌區別開來，可作為一種特殊的“代謝模型”。

“研究表明，你能預測使人類致病的埃希氏菌的生長環境——它們是在膀胱、胃里、血液，還是在其他什么地方。”論文通訊作者、該校雅各布工程學院生物工程教授博哈德·帕爾森說，將來有一天，當埃希氏菌“討厭的新變種”出現時，研究人員能用“代謝模型”迅速發現它們，并找出新菌種的特征。

論文第一作者、雅各布工程學院納米工程系研究生喬納森·蒙克說，代謝模型還可能幫人們找到剝奪致病埃希氏菌所需營養的方法，“這樣就能預防它們在適生環境里占據優勢，更好地控制它們。”

研究人員還發現，他們的模型能識別出“營養缺陷型”菌種，即缺乏某基因而無法合成某種關鍵物質，如煙酸的菌種，而這種細菌通常都有毒。許多實驗也表明，當缺失基因被恢復時，細菌毒性會變小。“所以，找到這些菌種營養缺陷的原因，能進一步理解微生物是怎樣變成病原菌的。”蒙克說。

論文另一位通訊作者亞當·菲斯特說，由于埃希氏菌的生存環境極其多樣——皮膚、體內、外部灰塵等，到處都能發現它們，因此不同菌種的代謝差異也很大，這些差異大部分表現為它們分解不同營養的能力。除了這些差異，他們還識別出了一種所有菌種共同的核心代謝網絡。今后他們希望深入研究這些代謝差異，探索差異中的相同之處。

由于代謝模型成功的預測能力，研究小組考慮把這種方法擴展到其他細菌，如金黃色葡萄球菌。帕爾森說：“我們打算用這種方法為更多人類病原菌分類。”