细菌的动态二重奏防御抵御病毒威胁

这项新的突破性研究表明，每个细菌细胞内不同的防御系统正在形成伙伴关系并结合各自的优势来有效对抗病毒威胁。该研究结果发表在《细胞宿主与微生物》杂志上。

噬菌体病毒或噬菌体可以被认为是病毒世界的“好人”。这些微生物的外观像蜘蛛一样，可以杀死有害细菌，而不影响我们体内的有益细菌。了解细菌如何对噬菌体做出反应对于探索如何使用这些病毒作为抗生素的替代品来对抗人类感染至关重要。

该研究的主要作者、南安普顿大学的富兰克林·诺布雷加博士评论道：“就像我们的免疫系统如何保护我们免受有害细菌的侵害一样，细菌也有自己的一套防御系统，可以形成抵御病毒威胁的动态屏障。想象一下，如果您的白细胞、抗体和杀伤性T细胞齐心协力共同抵抗病毒。这正是细菌细胞内发生的情况。

“我们曾经认为细菌防御是一种单独的行为，但事实证明它更像是一个伙伴系统。防御系统的“动态二重奏”合并了它们的力量，以产生比它们本来可以实现的更强大的响应，从而有可能使细胞免遭破坏。”

研究人员分析了现有数据集，以寻找包括大肠杆菌在内的约42,000种细菌的基因组(细胞DNA指令)中配对防御系统的模式。他们寻找出现频率高于随机概率预期的配对。然后，科学家们选择了这些细菌，并在实验室中对其进行了测试，以增强病毒免疫力，最重要的是，“协同作用”——换句话说，细菌的防御作用比其各个部分的总和更强大。

在识别这些增强的系统并通过进一步的测试后，他们第一次能够看到单个细菌防御之间的伙伴关系是如何基于一个系统使用另一个系统的功能来提高其活性的。结合起来，它们比单独工作产生更强大的效果。

抗生素耐药性(AMR)已被世界卫生组织确定为全球十大公共卫生威胁之一。当抗生素等药物不再有效预防和治疗疾病时，就会发生这种情况。尽管对治疗的耐药性可能会自然发生，但某些药物的过度使用和感染控制不善正在加剧这一问题。

噬菌体可能是帮助解决抗菌素耐药性的一种方法。它们能够选择性地杀死有害细菌，同时保留“好”细菌，使它们成为抗生素替代品的有力竞争者。然而，在改进治疗方法并广泛使用之前，还需要进行更多的研究。

南安普顿大学生物科学学院的FranklinNobrega博士解释说：“噬菌体已被用作治疗抗生素耐药性细菌感染的最后手段，这种做法称为噬菌体疗法。但通过深入研究细菌如何防御这些噬菌体，我们可以增强我们的策略，使它们更有效地消灭细菌细胞，为遏制感染的战斗带来一线希望。”

科学家们表示，他们的研究将补充已经在通过公众参与举措开发噬菌体疗法的努力，例如噬菌体收集项目和KlebPhaCol等开放科学举措。