細菌有觸感
雖然細菌在傳統(tǒng)意義上沒有感覺器官,但它們?nèi)匀皇歉兄h(huán)境的主人。巴塞爾大學(xué)Biozentrum的一個研究小組現(xiàn)在發(fā)現(xiàn),細菌不僅對化學(xué)信號有反應(yīng),而且還具有觸覺。在最近的“科學(xué)”雜志上,研究人員展示了細菌如何在幾秒鐘內(nèi)識別表面并對這種機械刺激作出反應(yīng)。病原體也使用這種機制來定殖和攻擊它們的宿主細胞。
無論是通過粘膜還是腸道內(nèi)層,我們身體的不同組織和表面都是細菌病原體的入口。前幾秒 - 觸摸的時刻 - 通常對成功感染至關(guān)重要。一些病原體使用機械刺激作為誘發(fā)其毒力的觸發(fā)因素并獲得損害宿主組織的能力。由巴塞爾大學(xué)Biozentrum的Urs Jenal教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組最近發(fā)現(xiàn)細菌如何感知它們在表面上以及在這幾個關(guān)鍵的前幾秒內(nèi)究竟發(fā)生了什么。
研究只關(guān)注化學(xué)信號
近幾十年來,研究在探索細菌如何感知和處理化學(xué)信號方面取得了巨大進展。“然而,我們幾乎不了解細菌如何讀出機械刺激,以及它們?nèi)绾胃鶕?jù)這些線索改變行為,”Jenal說。“使用非致病性Caulobacter作為模型,我們小組能夠首次證明細菌具有'觸覺'。這種機制有助于他們識別表面并誘導(dǎo)細胞自身即時粘合劑的產(chǎn)生。 “
細菌如何識別表面并粘附它們
游泳的Caulobacter細菌在其細胞包膜中具有旋轉(zhuǎn)馬達,具有長突起,即鞭毛。鞭毛的旋轉(zhuǎn)使細菌能夠在液體中移動。令研究人員驚訝的是,轉(zhuǎn)子也被用作機械感應(yīng)器官。電動機旋轉(zhuǎn)由質(zhì)子通過離子通道流入電池提供動力。當(dāng)游泳細胞接觸表面時,電動機受到干擾并且質(zhì)子通量中斷。
研究人員認為,這是激發(fā)反應(yīng)的信號:細菌細胞現(xiàn)在促進了第二信使的合成,這反過來刺激粘附素的產(chǎn)生,粘附素在幾秒鐘內(nèi)將細菌牢固地錨定在表面上。“這是一個令人印象深刻的例子,說明細菌在遇到表面時會如何迅速和特異地改變它們的行為,”Jenal說。
更好地了解傳染病
“即使Caulobacter是一種無害的環(huán)境細菌,我們的研究結(jié)果與傳染病的理解密切相關(guān)。我們在Caulobacter中發(fā)現(xiàn)的也適用于重要的人類病原體,”Jenal說。為了更好地控制和治療感染,必須更好地了解在表面接觸后的最初幾秒內(nèi)發(fā)生的過程。
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