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細(xì)菌依賴于經(jīng)典的商業(yè)模式

2019-01-05 15:18:18 ? 來源：

導(dǎo)致病原體銅綠假單胞菌的肺炎已經(jīng)形成了一種雙軌策略來定殖宿主。它產(chǎn)生兩種不同的細(xì)胞 - 運(yùn)動(dòng)的吊具和有毒的貼紙。巴塞爾大學(xué)Biozentrum的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)闡明了胚芽如何在幾秒鐘內(nèi)連續(xù)組織并連續(xù)傳播。就像商業(yè)模式一樣：定居 - 成長 - 擴(kuò)張。該研究已發(fā)表在Cell Host&Microbe上。

細(xì)菌銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是醫(yī)院中最常見和最危險(xiǎn)的病原體之一，在患者中引起嚴(yán)重感染，例如傷口感染，肺炎或腦膜炎。在感染的第一階段，病原體需要有效地附著到宿主組織，但同時(shí)擴(kuò)散到遠(yuǎn)處。在感染的后期階段，病原體需要重新調(diào)整其行為以永久定殖宿主并隱藏其免疫系統(tǒng)，例如，通過形成保護(hù)性生物膜。

從蔓延到粘附細(xì)胞

銅綠假單胞菌成功的關(guān)鍵是其完善的定植策略。“在每次分裂期間，病原體會(huì)產(chǎn)生兩種不同的細(xì)胞類型，一種攻擊貼紙和一種活動(dòng)的吊具，”巴塞爾大學(xué)Biozentrum研究組組長Urs Jenal教授解釋道。“這兩種細(xì)胞類型之間的平衡對(duì)病原體至關(guān)重要，以便成功地停留在組織上并迅速傳播。”

在感染的初始階段，撒布器通過稱為鞭毛的旋轉(zhuǎn)細(xì)胞螺旋槳主動(dòng)地朝向宿主的組織表面移動(dòng)。研究人員現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)鞭毛也可作為機(jī)械傳感器。“當(dāng)鞭毛遇到表面時(shí)，細(xì)菌通過產(chǎn)生粘性突起迅速響應(yīng)，將細(xì)菌牢固地固定在組織上，”Jenal說。“我們對(duì)這種情況發(fā)生的速度感到非常驚訝。在幾秒鐘內(nèi)，細(xì)菌就會(huì)改變它們的程序以保持表面。” 觸覺刺激觸發(fā)細(xì)菌信號(hào)分子cyclic-di-GMP的產(chǎn)生，其反過來引發(fā)細(xì)胞突起的形成。

從堅(jiān)持傳播細(xì)胞

此外，研究人員已經(jīng)能夠證明，在分裂時(shí)，表面附著的細(xì)菌產(chǎn)生兩種不同的后代：一種子細(xì)胞仍然是可以破壞下面宿主組織的貼紙，另一種是成為散布到遠(yuǎn)處部位的吊具。該過程也稱為不對(duì)稱細(xì)胞分裂。“這是由于在分裂母細(xì)胞中不對(duì)稱分布的環(huán)狀二聚體GMP，”第一作者BenoîtLaventie解釋道。雖然具有高環(huán)二-GMP水平的子細(xì)胞保持附著于著陸位點(diǎn)，但具有低環(huán)二-GMP濃度的細(xì)胞離開表面以定居遠(yuǎn)處位點(diǎn)。因此，銅綠假單胞菌利用一種簡(jiǎn)單的商業(yè)模式：首先建立，然后成長，最后擴(kuò)展。

一個(gè)聰明的策略：征服和隱藏

然而，銅綠假單胞菌的機(jī)會(huì)窗口有限。在幾次不對(duì)稱分裂后，細(xì)菌恢復(fù)到對(duì)稱分裂，產(chǎn)生僅有毒力的表面附著的后代，從而以指數(shù)方式增加當(dāng)?shù)氐姆N群數(shù)量。病原體已改變其策略，目標(biāo)是在宿主中長期建立并逃離宿主的防御系統(tǒng)。

Jenal實(shí)驗(yàn)室的研究人員推測(cè)，這種定植策略具有普遍性，可以在各種細(xì)菌中找到，這些細(xì)菌可以有效地定殖不同的表面，如石頭，浴簾，咖啡杯或人體器官。

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