農(nóng)民變形蟲帶來解毒食物
人類不是那里唯一的農(nóng)民。五年前,萊斯大學的Queller-Strassmann實驗室,現(xiàn)在位于圣路易斯的華盛頓大學,證明了社會變形蟲Dictyostelium discoideum -親切地昵稱為“Dicty” - 可以保持一代代的食物細菌,給這些當食物稀缺時,農(nóng)民是一個優(yōu)勢。
現(xiàn)在,來自同一團隊的新研究表明,這些微觀農(nóng)民也依賴其共生細菌來保護自己免受環(huán)境毒素的影響,微生物可以為它們的宿主發(fā)揮作用。通過研究Dicty與其細菌居民的關(guān)系,科學家們正在更多地了解宿主與其微生物組之間的動態(tài)相互作用。
研究科學家Debra Brock領(lǐng)導(dǎo)了這項新工作,于4月20日在英國皇家學會會刊B上發(fā)表。當食物豐富時,這些變形蟲很容易成為孤獨者,但當它消耗殆盡時,它們聚集在一起成千上萬。它們變成了一個移動的slu catch,為了尋找更公平的條件而遷移,然后產(chǎn)生耐寒的孢子以釋放到環(huán)境中并等待貧困時期。
slu with中有一小撮專門的細胞,稱為哨兵,通過運送它們來保護它免受害蟲和毒物的侵害。“前哨細胞穿過身體,清除毒素,細菌,基本上起到肝臟,腎臟和先天免疫系統(tǒng)的作用,并留在粘液中,”查爾斯雷博斯特教授Joan Strassmann博士說。藝術(shù)與科學生物學。
但目前尚不清楚農(nóng)民如何阻止他們的哨兵細胞帶走并丟棄他們賴以生存的細菌。“我們的問題是:如果你必須對你的細菌很好,因為你想把它們作為食物攜帶,你怎么同時擁有這個哨兵細胞系統(tǒng)呢?” 布洛克說。
所以Brock預(yù)測農(nóng)民會減少哨兵細胞,以避免脫落所有的共生細菌。在尋找糞便粘液痕跡中哨兵的跡象時,Eamon Callison是實驗室的一名前本科生,正在研究他的高級榮譽論文,發(fā)現(xiàn)農(nóng)民的哨兵細胞只有非農(nóng)業(yè)親戚的一半。
“我們的預(yù)測是真的,”布洛克說。“但這絕不是故事的結(jié)局。”
跟隨(粘液)追蹤
由于保護性哨兵較少,這些農(nóng)民將如何對抗毒素?
“我只是認為農(nóng)民的前哨細胞較少,所以當暴露于毒素時,他們可能會比非農(nóng)民更糟糕,”布洛克說。“農(nóng)民實際上做得更好,令人驚訝。”
雖然非農(nóng)民被毒素摧殘并產(chǎn)生的后代較少,但農(nóng)民似乎并不介意 - 無論是否有毒素,他們生產(chǎn)出相同數(shù)量的活孢子,與非農(nóng)民競爭。
布洛克認為農(nóng)民隨身攜帶的細菌可能會解釋這一意想不到的發(fā)現(xiàn)。
因此,她“治愈”了他們的共生細菌的農(nóng)業(yè)Dicty,然后再次暴露他們毒素。這一次,在有毒化學品存在的情況下,生育率急劇下降。沒有它們的細菌,變形蟲就會死于毒素。
不知何故,農(nóng)民攜帶的細菌不僅可以幫助他們攜帶食物來源,還可以保護宿主免受毒素侵害,甚至可以減少排毒的哨兵細胞。
這些細菌如何提供保護仍然是一個謎。他們可以充當海綿,受到傷害的沖擊,并保護他們的宿主免受毒素的影響?;蛘咚麄兛梢苑e極地降解毒素,甚至將其用作食物。
在生物學中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了類似的共生細菌的解毒作用,從中和殺蟲劑和殺真菌劑,到讓綿羊和山羊等哺乳動物以其他有毒植物為食。但要發(fā)現(xiàn)排毒的廣泛性,以及它是如何進化或維持的,將需要更多的研究。
“就解毒微生物的相互作用而言,多細胞動物真的很難與之合作,我認為我們可以通過這種非常簡單的真核生物Dictyostelium找到很多,”Spencer T. Olin教授David Queller博士說。藝術(shù)與科學生物學。
他說:“我們認為這只是一個真正神奇的系統(tǒng),可以看到細菌與真核生物的相互作用。”
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