新研究表明细菌也会饥饿

你有没有因为太饿而生气，也就是所谓的“饥饿”?微生物学和免疫学系助理教授亚当·罗森塔尔 (Adam Rosenthal) 博士的一项新研究发现，一些细菌细胞也会“饿死”，从而向我们的身体释放有害毒素，让我们生病。

Rosenthal 和他来自哈佛大学、普林斯顿大学和 Danisco Animal Nutrition 的同事利用最近开发的技术发现，细菌群落中基因相同的细胞具有不同的功能，一些成员表现得更温顺，而另一些则产生使我们感到不适的毒素。

(资料图片仅供参考)

“细菌的行为与我们传统上认为的大不相同，”罗森塔尔说。“即使当我们研究一个基因完全相同的细菌群落时，它们的行为方式也不尽相同。我们想找出原因。”

发表在《自然微生物学》(Nature Microbiology)上的这些发现对于理解细菌群落如何以及为何将职责推迟到某些细胞特别重要——并且可能导致进一步解决抗生素耐受性问题的新方法。

罗森塔尔决定仔细研究为什么有些细胞充当“行为良好的公民”，而另一些细胞充当负责向环境中释放毒素的“不良行为者”。他选择了产气荚膜梭菌——一种存在于人类和其他脊椎动物、昆虫和土壤中的杆状细菌——作为他的研究微生物。

在称为微流体液滴发生器的设备的帮助下，他们能够将单个细菌细胞分离或分割成液滴，从而解码每个细胞。

他们发现不产生毒素的产气荚膜梭菌细胞营养充足。另一方面，产生毒素的产气荚膜梭菌细胞似乎缺乏这些关键营养素。

“如果我们提供更多这些营养素，”罗森塔尔假设，“也许我们可以让产生毒素的细胞表现得更好一些。”

然后，研究人员将不良行为者细胞暴露在一种叫做醋酸盐的物质中。他们的假设听起来是正确的。不仅整个社区的毒素水平下降了，不良行为者的数量也减少了。但在如此惊人的结果之后，更多的问题接踵而至。

既然他们知道营养物质在毒性中起着重要作用，Rosenthal 想知道在环境中是否发现了可能“开启”其他类型感染中毒素产生的特定因素，或者这一新发现是否仅适用于梭状芽孢杆菌。产气荚膜

也许最重要的是，Rosenthal 认为，将营养物质引入细菌可以为动物和人类提供一种新的替代疗法。

例如，模式生物产气荚膜梭菌是鸡舍中的强大敌人。随着食品行业不再使用抗生素，家禽无法抵御这种迅速传播的致命疾病。Rosenthal 等人最近的研究结果。可能会给农民一种新的工具来减少致病菌而不使用抗生素。

至于我们人类，还有更多的工作要做。Rosenthal 正在与 UNC 的同事合作，将他最近的发现应用于解决抗生素耐受性问题。当一些细菌能够躲避药物靶标时，即使社区没有进化出突变以使所有细胞对抗生素产生耐药性，也会出现抗生素耐受性。这种耐受性可能导致治疗效果较差，但控制耐受性的机制尚不清楚。

与此同时，Rosenthal 将继续研究这些日益复杂的细菌群落，以更好地理解它们为何如此行事。

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