细菌如何在环境中生存的新发现可能会改变我们治疗感染的方式

谢菲尔德大学的科学家发现了细菌的一种新的感觉能力，它可以改变细菌感染的治疗方法。以前人们认为细菌太小，无法直接感知化学物质浓度的差异。然而，与数十年来的既定科学信念相反，一项新研究表明，细菌实际上能够以前所未有的精确度直接感知整个细胞体内的化学环境。

该研究今天发表在《自然微生物学》上，是开发操纵细菌运动以增强抗生素疗效的创新疗法的关键一步。

该研究的重点是铜绿假单胞菌，由于该菌能够引起人类高度抗生素耐药性感染，已被世界卫生组织列为优先病原体。

该研究的资深作者、谢菲尔德大学物理与天文系生物物理学高级讲师威廉·达勒姆博士说：“原则上，细胞可以通过两种不同的方式判断它们是朝着营养源移动还是远离营养源。

“首先，它们可以随机游走，测量浓度是否随时间增加或减少。或者，细胞可以测量其身体长度上的浓度变化，从而使它们能够直接向源头移动。我们的研究表明，细菌可以做到后者，而这之前被认为超出了它们的能力，因为它们的体型非常小。

“然后细菌利用这些信息，利用被称为菌毛的微小抓钩穿过表面，到达化学源。”

通过开发创新的微流体实验和新型铜绿假单胞菌菌株(其运动系统经过设计，可使用强大的显微镜直接观察)，研究人员绘制出了单个细胞如何响应营养浓度的精确变化。他们发现这些细胞可以比较其细胞体长度上的营养浓度——这种现象被称为“空间感知”。

谢菲尔德大学物理与天文系博士后研究员、这项研究的主要作者杰米·惠勒博士说：“这项研究颠覆了我们对细菌如何导航和感知环境的理解。因此，它为细菌如何在人类感染期间控制其运动以及如何通过不同的临床治疗来操纵其运动提供了新的见解。”

这一发现意味着，细菌不一定要移动才能感知化学环境的变化，这表明局部感染中密集的细菌可以利用这些信息来指导它们的行为。这种能力引发了新的问题，即细菌用于进行这些微观测量的机制，以及如何通过抗菌治疗来操纵它们。

Wheeler博士继续说道：“通常情况下，回答一个问题会引发一系列新的未知数。令人兴奋的新实验已经计划好，将继续为我们理解细菌如何在其环境中导航写下新的篇章。”