揭示海綿中細(xì)菌開(kāi)發(fā)出抑制生物被膜形成能力的分子機(jī)制

近日，一項(xiàng)刊登在雜志Molecular Microbiology上的研究表明，當(dāng)細(xì)菌在某處聚集的時(shí)候，它們會(huì)做出一種集體決策來(lái)生在某種附屬物上或者聚集起來(lái)慢慢游走。這種行為是在海綿中發(fā)現(xiàn)的，這或許可以幫助我們理解如何破壞有害致病菌的生物被膜，比如牙齒斑或者人工心臟中內(nèi)在醫(yī)療設(shè)備上的生物被膜。

細(xì)菌彼此之間有很多種交流方式，科學(xué)家們?nèi)缃癜l(fā)現(xiàn)了一種新型的信號(hào)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以促使細(xì)菌產(chǎn)生諸如鞭毛一樣的細(xì)菌附屬物，使細(xì)菌可以自由泳動(dòng)，并且抑制細(xì)菌生物被膜的形成。研究者Hill表示，我們發(fā)現(xiàn)的關(guān)于細(xì)菌交流的任何細(xì)節(jié)都可以幫助我們理解細(xì)菌對(duì)于人類(lèi)是如何進(jìn)行致病的以及細(xì)菌如何在牙齒或者醫(yī)療器械內(nèi)部形成菌膜。理解這個(gè)過(guò)程將幫助我們有效控制致病菌的生物被膜產(chǎn)生。

細(xì)菌可以通過(guò)很多途徑聚集起來(lái)然后形成生物被膜，而且細(xì)菌知道如何進(jìn)行溝通以確定做出機(jī)體的決策，從而指導(dǎo)其發(fā)生某種行為，這種行為系統(tǒng)成為群體感應(yīng)系統(tǒng)（quorum sensing）。特殊的海綿包括了復(fù)雜和不同的細(xì)菌群落，在某些情況下甚至占到了海綿生物量的30%-40%。群體感應(yīng)系統(tǒng)可以控制細(xì)菌細(xì)胞一系列的過(guò)程，包括引發(fā)細(xì)菌舉起寄來(lái)在牙齒上形成菌斑等。

依賴(lài)于海綿的細(xì)菌，當(dāng)其細(xì)菌數(shù)量達(dá)到一定程度時(shí)，其就可以利用群體感應(yīng)系統(tǒng)來(lái)激活其運(yùn)動(dòng)能力，這樣就限制了其在固體表面形成生物被膜了。研究者Clay Fuqua說(shuō)道，細(xì)菌的這種行為對(duì)于幫助其維持健康、共生的菌群系統(tǒng)非常關(guān)鍵。當(dāng)然，相同的分子機(jī)制或許在別的微生物群落中也會(huì)出現(xiàn)，比如人類(lèi)腸道微生物或者微生物共生植物中等。