不可思議！細(xì)菌也會(huì)生?。?/h5> 中國(guó)微生物菌種查詢網(wǎng) / 2019-01-29 08:51:01
中國(guó)微生物菌種查詢網(wǎng) 人會(huì)生病，細(xì)菌也會(huì)，盡管細(xì)菌很微小，但是它們能被更微小的病毒——噬菌體所感染。噬菌體就像個(gè)小小的注射器一般，把針頭插入細(xì)菌，將自己的遺傳物質(zhì)強(qiáng)行注入到細(xì)菌體中，從而使細(xì)菌變成一個(gè)生物工廠，制造更多的噬菌體。
通常情況下，生病的細(xì)菌也就是被噬菌體感染的細(xì)菌最終會(huì)死亡，但也存在例外，一些彪悍的細(xì)菌可能馴化噬菌體，使噬菌體成為細(xì)菌的盟友。彪悍的細(xì)菌會(huì)將噬菌體的基因組整合到自身的基因組中，幫助它們抵抗惡劣環(huán)境或是抵抗抗生素，通俗地講使之成為超級(jí)細(xì)菌。
噬菌體侵入細(xì)菌后，它們會(huì)以兩種方式進(jìn)行自我復(fù)制。第一種方式是野蠻暴力的，噬菌體侵入細(xì)菌后搶占資源，復(fù)制合成大量的新噬菌體，這個(gè)過(guò)程稱為“溶菌周期”。第二種方式是和平的，噬菌體DNA滲透到細(xì)菌的基因組里，并且成為細(xì)菌基因組的一部分，當(dāng)細(xì)菌繁殖的時(shí)候，它們隨之同時(shí)繁殖，并且完全隱蔽地潛伏在細(xì)菌基因組中，產(chǎn)生與細(xì)菌數(shù)量一致的新噬菌體，這是一種完全隱蔽的復(fù)制模式，但是卻很溫和。
在細(xì)菌基因組里的噬菌體DNA被稱為原噬菌體。隨著細(xì)菌被復(fù)制多次后，它們可能變異而產(chǎn)生新的噬菌體。原噬菌體就像寄生蟲(chóng)一樣存活在細(xì)菌基因組中。有的時(shí)候，原噬菌體發(fā)生突變，無(wú)法再?gòu)?fù)制產(chǎn)生噬菌體，于是變成一種遺傳化石標(biāo)記，永遠(yuǎn)停留在細(xì)菌基因組中，標(biāo)志著細(xì)菌曾感染過(guò)噬菌體，但噬菌體已經(jīng)失活。
遺傳化石標(biāo)記被稱為隱性前噬菌體，它們可能占據(jù)細(xì)菌基因組1/5的比例。隱性前噬菌體的存在曾經(jīng)令人費(fèi)解。細(xì)菌是出了名的小，基因組十分緊湊，但是為什么它們的基因組上還存在游蕩的有害外來(lái)病毒DNA？這是為什么呢？
為了破解這些難題，德州A&M大學(xué)的王曉學(xué)（Xiaoxue Wang）將大腸桿菌中的9個(gè)隱性噬菌體全部找出，并且仔細(xì)地將這些噬菌體的DNA從細(xì)菌基因組中剔除。他們驚奇地發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌的生存狀況似乎變差了。
當(dāng)噬菌體DNA被剔除后，正常條件下，細(xì)菌生長(zhǎng)沒(méi)有出現(xiàn)太多的異常，只是比有噬菌體DNA菌株生長(zhǎng)稍稍慢一點(diǎn)。但是，當(dāng)遭遇一些惡劣環(huán)境時(shí)，沒(méi)有噬菌體DNA的細(xì)菌表現(xiàn)很糟糕。它們對(duì)抗生素的敏感性增強(qiáng)了400倍，它們?cè)跇O咸或者酸性條件下很快死亡。甚至，它們幾乎無(wú)法生成生物膜（一種它們自己分泌的用于保護(hù)菌體的薄膜）。
在大部分情況下，被王曉學(xué)剔除噬菌體DNA的細(xì)菌都變得很脆弱，這表明噬菌體DNA可能是細(xì)菌基因組重要的部分。噬菌體DNA不是死了的基因化石，而是細(xì)菌基因組的一部分，重要的一部分，它們對(duì)細(xì)菌的生存有著重要的意義，從某種程度上說(shuō)，細(xì)菌把噬菌體DNA馴化了，讓噬菌體DNA為細(xì)菌服務(wù)。
這兒還有些具體的例子，證明噬菌體DNA幫助細(xì)菌提高感染性的例子。大腸桿菌E.coli通常情況下是無(wú)害的，但是當(dāng)它吸收了某種噬菌體后，可能變成一個(gè)怪物導(dǎo)致痢疾的發(fā)生。同樣的一種噬菌體可以將兩個(gè)基因帶給細(xì)菌，讓細(xì)菌產(chǎn)生志賀氏菌毒素。攜帶CTX的噬菌體可以使得弧菌產(chǎn)生CTX毒素，導(dǎo)致霍亂。在蚯蚓腸道內(nèi)找到的炭疽菌就被發(fā)現(xiàn)有噬菌體的加入。在這些例子中，噬菌體的DNA會(huì)隨著細(xì)菌的復(fù)制而被復(fù)制產(chǎn)生原噬菌體。而即便是產(chǎn)生隱性噬菌體，細(xì)菌仍舊能從噬菌體DNA中獲利。
在地球上，細(xì)菌是非常強(qiáng)大的幸存者，它能適應(yīng)各種環(huán)境，從含有大量石油的海洋到砷含量豐富的湖泊以及有抗生素的人體環(huán)境，它們都能幸存。王曉學(xué)的研究表明，噬菌體能夠幫助細(xì)菌應(yīng)對(duì)各種環(huán)境。他甚至寫到，細(xì)菌實(shí)際上在利用敵人的武器來(lái)幫助自己應(yīng)對(duì)周圍的環(huán)境。
現(xiàn)在我們了解了細(xì)菌的這一特點(diǎn)，我們可以好好地利用它。王曉學(xué)認(rèn)為，我們可以利用這一特性阻斷細(xì)菌利用噬菌體DNA的通路，從而幫助我們阻止細(xì)菌對(duì)抗生素產(chǎn)生耐藥性。