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毛蟲(chóng)狀細(xì)菌在嘴里“扒”得更牢
作者：Silvia Bulgheresi 來(lái)源：《自然—通訊》
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人類口腔中有超過(guò)700種細(xì)菌，但我們對(duì)口腔細(xì)菌是如何生長(zhǎng)和分裂的還知之甚少。
維也納大學(xué)環(huán)境細(xì)胞生物學(xué)家Silvia Bulgheresi和維也納國(guó)家科學(xué)研究院微生物遺傳學(xué)家Frédéric Veyrier共同領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在一項(xiàng)新研究中，描述了口腔中毛蟲(chóng)狀細(xì)菌的分裂模式，以及它們從桿狀祖先進(jìn)化而來(lái)的過(guò)程。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于8月22日《自然—通訊》。
對(duì)于細(xì)菌來(lái)說(shuō)，口腔是一個(gè)很難生存的地方�？谇粌�(nèi)表面的上皮細(xì)胞隨著唾液的流動(dòng)不斷脫落，因此，口腔內(nèi)表面的生物為了繼續(xù)附著而不斷掙扎著。也許是為了更好地粘在口腔上，奈氏菌科的細(xì)菌進(jìn)化出了一種新的繁殖方式。
典型的桿狀物是先橫向分裂然后再彼此分離，但一些生活在口腔中的共生奈氏菌科細(xì)菌，則是用它們的尖端附著在基底上，并沿著長(zhǎng)軸縱向分裂。一旦細(xì)胞分裂完成，它們就會(huì)相互連接，形成毛蟲(chóng)一樣的細(xì)絲。細(xì)絲中的一些細(xì)胞會(huì)采用不同的形狀，可能是為了發(fā)揮對(duì)整個(gè)細(xì)絲有利的特定功能。研究人員解釋，這種多細(xì)胞鏈接的方式使細(xì)胞之間的合作成為可能，可能有助于細(xì)菌在營(yíng)養(yǎng)壓力下生存。
研究團(tuán)隊(duì)首先使用電子顯微鏡研究了奈氏菌科細(xì)菌的細(xì)胞形狀，除了毛蟲(chóng)狀的細(xì)絲外，還包括兩種標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞形狀（桿狀和球菌狀）。通過(guò)比較細(xì)胞形狀和基因組，研究人員推斷，多細(xì)胞、縱向分裂的細(xì)菌是從桿狀、橫向分裂的細(xì)菌進(jìn)化而來(lái)的。此外，他們還可以確定哪些基因可能對(duì)這種不尋常的繁殖策略負(fù)責(zé)。
隨后，他們使用熒光標(biāo)記技術(shù)來(lái)可視化多細(xì)胞細(xì)菌的細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程，最后將這些細(xì)菌的基因組成與經(jīng)典的桿狀物種進(jìn)行比較。最后，他們?cè)噲D通過(guò)將基因變化引入棒狀奈氏菌科細(xì)菌來(lái)重現(xiàn)這種進(jìn)化。雖然研究人員不能強(qiáng)迫桿狀細(xì)菌變成多細(xì)胞，但基因操作導(dǎo)致了細(xì)胞變長(zhǎng)變薄。
研究人員推測(cè)，在進(jìn)化過(guò)程中，通過(guò)延長(zhǎng)和分裂過(guò)程的重新加工，細(xì)菌的細(xì)胞形狀發(fā)生了變化，也許是為了更好地在口腔中茁壯成長(zhǎng)。
“除了幫助我們了解細(xì)胞形狀是如何進(jìn)化的，多細(xì)胞奈氏菌科細(xì)菌可能有助于研究細(xì)菌是如何學(xué)會(huì)附著在動(dòng)物表面生活的，這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的它們唯一出現(xiàn)的地方�！盨ilvia Bulgheresi解釋。
研究人員建議，可以建立奈氏菌科口腔細(xì)菌作為新的模式生物，以幫助確定新的抗菌靶點(diǎn)。（來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 辛雨）
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-022-32260-w