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        Cnidarians遠(yuǎn)程控制細(xì)菌
        
			
        
				2019-05-27 09:24:05
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        在現(xiàn)代生命科學(xué)中，范式的轉(zhuǎn)變正變得越來(lái)越明顯：生命形式不再被認(rèn)為是獨(dú)立的單位，而是高度復(fù)雜和功能相互依存的生物群落。未來(lái)，探索多細(xì)胞與細(xì)菌生命之間的密切聯(lián)系將是更好地理解整個(gè)生命過(guò)程的關(guān)鍵，特別是健康與疾病之間的過(guò)渡。然而，目前，生物體的合作和交流如何詳細(xì)工作仍然是未知的?，F(xiàn)在，基爾大學(xué)動(dòng)物研究所細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)工作組的研究人員已經(jīng)在破譯這些多生物關(guān)系方面取得了重要進(jìn)展：由Sebastian Fraune博士領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家，已經(jīng)能夠首次證明宿主生物不僅可以控制其定植細(xì)菌的組成，還可以控制它們的功能。CAU研究人員上周一在最新一期的科學(xué)期刊上發(fā)表了他們的突破性研究結(jié)果 - 源自淡水息肉Hydra及其特定細(xì)菌共生體的例子。美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊。
        

        Cnidarians遠(yuǎn)程控制細(xì)菌
        

        “我們調(diào)查的出發(fā)點(diǎn)是觀察到Hydra可以通過(guò)形成某些抗菌物質(zhì)來(lái)影響物種特異性細(xì)菌定植的組成，”該研究的第一作者Cleo Pietschke博士解釋說(shuō)。原則上，這些簡(jiǎn)單的生命形式由此管理高等生物必須完成的相同任務(wù)，以建立健康的微生物組：使用它們的免疫系統(tǒng)，它們確保通過(guò)“正確”的細(xì)菌組成進(jìn)行定植，并且必須同時(shí)防止有用的微生物具有有害作用。所介紹的工作集中在如何通過(guò)宿主和細(xì)菌之間的溝通支持這種殖民化過(guò)程。
        

        一旦達(dá)到特定的人口密度，細(xì)菌群落就可以團(tuán)隊(duì)合作，以實(shí)現(xiàn)某些功能。這些功能的協(xié)調(diào)基于傳感器機(jī)制，利用該傳感器機(jī)制，個(gè)體細(xì)菌可以借助信號(hào)分子確定總種群密度。一旦達(dá)到閾值，這些信號(hào)分子就會(huì)激活基因，從而調(diào)節(jié)某些細(xì)胞功能。使用這種稱為群體感應(yīng)的過(guò)程，細(xì)菌控制功能，例如表面定植或毒素的產(chǎn)生。
        

        基爾研究小組現(xiàn)在已經(jīng)證明，宿主生物可以改變細(xì)菌的群體感應(yīng)機(jī)制。因此，刺胞動(dòng)物直接影響細(xì)菌信號(hào)分子，從而積極地促進(jìn)其自身組織的定植過(guò)程。“我們發(fā)現(xiàn)Hydra不僅會(huì)影響細(xì)菌共生體的存在，還會(huì)直接干擾它們的功能，”細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)工作組研究員Fraune強(qiáng)調(diào)說(shuō)。該研究小組首次詳細(xì)描述了使用法定數(shù)量淬滅來(lái)抑制細(xì)菌分子通訊的宿主。以前，宿主生物只有另外兩個(gè)這種干預(yù)的例子。特別，
        

        CAU研究人員通過(guò)觀察信號(hào)分子及其宿主修飾的細(xì)菌對(duì)應(yīng)物的作用，研究了宿主機(jī)制對(duì)其細(xì)菌群落的影響。首先，他們將無(wú)菌的Hydra(即沒(méi)有細(xì)菌定植的實(shí)驗(yàn)室繁殖的生物)與Curvibacter細(xì)菌接觸。很明顯，只要存在未修飾的信號(hào)分子，細(xì)菌定植就很差。一旦這些受到宿主生物的影響而被修飾，細(xì)菌就會(huì)將刺胞體的體內(nèi)定殖到正常程度。研究人員隨后對(duì)已經(jīng)顯示細(xì)菌定植的生物重復(fù)實(shí)驗(yàn)。這里也出現(xiàn)了相同的模式：只有宿主修飾的信號(hào)分子通過(guò)它們的細(xì)菌共生體促進(jìn)了九頭蛇的一致和典型的定植。需要進(jìn)一步的研究來(lái)確定從刺胞動(dòng)物模型生物中獲得的這些結(jié)果如何應(yīng)用于其他生命形式。然而，由于Hydra是原始的進(jìn)化生物，因此這種機(jī)制很可能同樣存在于高度發(fā)達(dá)的生物體中。
        

        “在基礎(chǔ)研究和醫(yī)學(xué)之間的界面，健康的關(guān)鍵在于身體和細(xì)菌共生體之間的平衡，這一點(diǎn)越來(lái)越清晰。未來(lái)我們面臨著一個(gè)挑戰(zhàn)性的任務(wù)，那就是試圖理解宿主之間高度復(fù)雜的關(guān)系。我們的新發(fā)現(xiàn)，我們距離實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)還有一小步，“樂(lè)觀的Fraune說(shuō)。
        
			

			
          
        
			
        
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