生物学家确定细菌能感知对亲属的伤害

卡内基梅隆大学生物学家发现霍乱弧菌(霍乱疾病背后的细菌)可以感知其亲属何时死亡。细菌细胞死亡通常伴随着裂解，细胞爆炸，释放内部细胞成分。研究人员发现，活的霍乱弧菌可以检测到细胞裂解过程中释放的小分子，这种小分子会促使幸存者聚集在一起，形成大型群落(称为生物膜)来保护自己。

这篇题为“细胞裂解传感驱动霍乱弧菌生物膜形成”的论文发表在《自然通讯》上。

生物科学系研究员乔乔·普伦蒂斯(Jojo Prentice)说：“我们的基本发现是，当细菌群体感受到亲属的死亡时，它们会改变它们的集体行为。”

“这项工作最有趣的方面是，它提供了细菌生活方式和它们在野外面临的威胁之间的机制联系——众所周知，这两个生物学特征独立地影响了它们的进化。”

Prentice 和生物科学助理教授 Drew Bridges 发现了细胞死亡信号去甲亚精胺，以及霍乱弧菌细胞上发现的名为 MbaA 的受体，该受体负责感知信号传导过程。当 MbaA 受体检测到细胞外去甲亚精胺(死亡信号)时，它会驱动霍乱弧菌细胞形成生物膜，保护细胞免受普遍的环境威胁，例如噬菌体(感染细菌并导致细胞死亡的病毒)。

该途径适用于霍乱弧菌和弧菌属的其他细菌，例如创伤弧菌，这种细菌可以导致坏死和死亡。如果同一属的任何其他细菌受到损害，弧菌属的细菌就会形成生物膜。

布里奇斯说：“如果你看到受伤的人，你可能会尽力保护自己，否则你会感到紧张，这就是我们在细菌中看到的情况。” “它们有能力感知同类的内部成分，如果它们感觉到了，就会做出反应，为遭遇威胁做好准备。”

“这是一个非常简单的机制，但却可能是基础性的，”布里奇斯说。 “我们想探索哪些其他细菌也能做到这一点。此外，我们真的想知道除了生物膜形成之外，这些受体还调节什么。是否还有其他种类的细菌免疫因子受到这种细胞裂解的调节? ”

布里奇斯计划在他未来的方向上研究类似的细胞机制，他的实验室最近获得了资金来扩大他们的工作和研究人员的数量。该实验室计划开发新的荧光探针，使研究人员能够更有效地研究生物膜。布里奇斯实验室还旨在研究细菌在更接近细菌在自然界中经历的条件下的反应。

普伦蒂斯说：“我很想探讨细菌生活方式转变以应对野外威胁的进化影响。” “如果我们的发现具有普遍性，那么细菌在面对环境威胁时的适应性可塑性应该是推动其进化的普遍力量。”