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        蛾腸道細(xì)菌通過制造抗生素來保護(hù)其宿主
        
			
        
				2019-01-07 08:56:50
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        近一半的昆蟲都是食草動物，但它們的飲食不僅僅是植物材料。在盛宴期間潛在有害微生物滑入并不罕見。在1月19日發(fā)表在細(xì)胞化學(xué)生物學(xué)上的一項研究中，研究人員報告說這些昆蟲使用諷刺策略抵抗微生物感染。通常在棉葉蟲和其他飛蛾的腸道中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌物種分泌強(qiáng)大的抗菌肽，殺死競爭者，同時保護(hù)宿主免受病原體侵害。
        

        蛾腸道細(xì)菌通過制造抗生素來保護(hù)其宿主
        

        “長期以來人們一直認(rèn)為天然腸道細(xì)菌是宿主防御的重要組成部分，但到目前為止，負(fù)責(zé)任的物種和分子機(jī)制尚未得到明確證實，”浙江大學(xué)的第一作者Yongqi Shao說。“我們證明昆蟲的進(jìn)化成功部分基于與腸道微生物的共生關(guān)系，腸道微生物與它們的宿主共同進(jìn)化了數(shù)百萬年。”
        

        昆蟲是地球上最大的動物群，有超過一百萬種已知物種。作為世界上最重要的食草動物，昆蟲攝取通常在植物或周圍環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的微生物，但它們對感染具有顯著的抵抗力。在脊椎動物和無脊椎動物
        

        中越來越多的證據(jù)表明，腸道細(xì)菌可以保護(hù)宿主免受侵入的微生物的侵害。但是，很少發(fā)現(xiàn)具有這種保護(hù)作用的物種，這使得分子的作用機(jī)制不明確。
        

        這個問題的一個線索來自馬克斯普朗克化學(xué)生態(tài)研究所的Shao和高級研究作者Wilhelm Boland正在研究棉花葉蛾(Spodoptera littoralis)，它是溫帶地區(qū)最普遍的昆蟲食草動物之一，并造成巨大的
        

        經(jīng)濟(jì)損失。作物生產(chǎn)。他們注意到，在幼蟲發(fā)育期間，定植這種害蟲的腸道微生物的組成發(fā)生了顯著變化。雖然幼蟲居住著各種有毒的腸球菌，但較老的幼蟲以E. mundtii為主，很少被記錄為病原體
        

        ?；谶@些有趣的觀察，研究人員著手確定影響昆蟲發(fā)育過程中腸道微生物組成的因素。為此，他們從棉葉蟲幼蟲中分離出不同的腸球菌種，并檢查它們?nèi)绾蜗嗷ジ偁帯Ｋ麄儼l(fā)現(xiàn)E. mundtii通過分泌
        

        一種名為mundticin KS 的抗菌肽來抑制其他相關(guān)細(xì)菌的生長。雖然這種毒素在幼齡幼蟲中檢測不到，但由于E. mundtii種群的擴(kuò)大，它們在較老的幼蟲中大量增加，從而以驚人的效率塑造微生物組。
        

        “抗菌藥物通過為E. mundtii提供競爭優(yōu)勢促進(jìn)共生，促進(jìn)其在腸道微生物組中的優(yōu)勢，同時保護(hù)棉葉蟲免受病原體侵害，”Boland說。“我們希望與產(chǎn)生抗生素的細(xì)菌的保護(hù)性聯(lián)系是昆蟲對抗微生
        

        物入侵者的常見策略。”
        

        在未來的研究中，研究人員將研究其他昆蟲物種中是否存在類似的機(jī)制，并尋找在宿主發(fā)育期間塑造微生物組的其他有毒化合物。最后，調(diào)查結(jié)果可能對農(nóng)業(yè)和健康產(chǎn)生廣泛影響。例如，抗菌肽可用
        

        作食品防腐劑，了解土著腸道居民的作用可有助于開發(fā)針對食草害蟲的新型生物防治策略。
        

        “我們的研究也為醫(yī)學(xué)研究提供了有趣的方法，”邵說。“許多常規(guī)抗生素正面臨越來越多的抗藥性問題。作為進(jìn)化上保守的武器，細(xì)菌素作為傳統(tǒng)抗生素的替代品具有巨大的潛力。”
        
			

			
          
        
			
        
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