一氧化氮告訴蛔蟲避免壞細(xì)菌

eLife發(fā)表的一項(xiàng)新研究稱，由一種有害細(xì)菌產(chǎn)生的一氧化氮?dú)怏w可以讓蛔蟲遠(yuǎn)離它。

研究結(jié)果揭示了蛔蟲秀麗隱桿線蟲(秀麗隱桿線蟲)需要的一組蛋白質(zhì)，以避免致病細(xì)菌銅綠假單胞菌(PA14) - 一種產(chǎn)生和釋放一氧化氮的微生物。特別是，該研究表明，一種名為硫氧還蛋白的蛋白質(zhì)決定了蠕蟲對氣體的感官反應(yīng)的時(shí)間過程。

“一氧化氮存在于空氣中，由閃電和熱量產(chǎn)生并被一些動(dòng)物釋放。在許多生物中，它調(diào)節(jié)重要的生理事件，如擴(kuò)張血管或神經(jīng)元之間的信號(hào)傳導(dǎo)，”共同第一作者，研究科學(xué)家Yingsong Hao解釋說。在美國麻省總醫(yī)院分子生物學(xué)系。“但直到現(xiàn)在，還不知道動(dòng)物是否將環(huán)境中的氣體檢測為感官提示，并產(chǎn)生對它的行為反應(yīng)。”

秀麗隱桿線蟲與其自然棲息地中的各種微生物相互作用，包括感染蠕蟲的PA14。Hao與美國哈佛大學(xué)腦科學(xué)中心有機(jī)與進(jìn)化生物學(xué)系的博士后學(xué)者楊文興一起研究了兩種生物之間的相互作用，看看是否有氣體釋放出來。細(xì)菌充當(dāng)了蠕蟲避免它的感官提示。“我們的初步結(jié)果表明，秀麗隱桿線蟲在飼喂幾小時(shí)后遠(yuǎn)離PA14的草坪，”郝說。“對于不產(chǎn)生一氧化氮的PA14突變菌株，這種回避率顯著降低。”

然后，研究小組將他們的行為分析與鈣成像方法結(jié)合起來，研究了秀麗隱桿線蟲的不同基因突變。他們看到蠕蟲使用一對化學(xué)感應(yīng)神經(jīng)元(ASJ)對氣體做出反應(yīng)。進(jìn)一步的研究表明，硫氧還蛋白是一種參與減少內(nèi)部氧化和一氧化氮應(yīng)激的蛋白質(zhì)，它調(diào)節(jié)蠕蟲對氣體反應(yīng)的時(shí)間動(dòng)態(tài)。

“重要的是要知道有害細(xì)菌是如何被不同生物體檢測和逃避的。在這種情況下，我們已經(jīng)展示了蠕蟲如何使用細(xì)菌產(chǎn)生的一氧化氮作為避免細(xì)菌病原體感染的感官提示，”共同資深作者Joshua Kaplan說。，哈佛醫(yī)學(xué)院首席研究員和神經(jīng)生物學(xué)教授。“有趣的是，這些蠕蟲已經(jīng)重新調(diào)整了一種蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)最初用于調(diào)節(jié)內(nèi)部一氧化氮的活性，可以檢測環(huán)境病原體。”

共同資深作者，云南大學(xué)有機(jī)與進(jìn)化生物學(xué)系首席研究員兼教授張?jiān)蒲a(bǔ)充說：“由于硫氧還蛋白是由許多動(dòng)物產(chǎn)生的，我們的發(fā)現(xiàn)提供了可檢驗(yàn)的假設(shè)，研究其他生物如何檢測和避免硝酸氧化物，但作為下一步，我們想以確定允許傳感器線蟲以檢測環(huán)境中的這種氣體“。

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