細菌為盟友提供彈藥
細菌用分子矛槍(即所謂的VI型分泌系統(tǒng))對抗其競爭對手。在射擊這種武器時,他們也無意中擊中了他們自己的那種。然而,正如巴塞爾大學Biozentrum的Marek Basler教授在Cell雜志上報道的那樣,相關(guān)的細菌菌株受益于火災。他們回收矛槍的蛋白質(zhì)成分,并用它們來制造自己的武器。
許多細菌擁有分子矛槍,它們向敵人和對手開火,從而使它們無法行動。這些納米矛槍的尖端,稱為VI型分泌系統(tǒng)(T6SS),裝載有毒分子,導致其對手死亡。然而,有時密切相關(guān)的細菌會受到攻擊。
巴塞爾大學Biozentrum的感染生物學家馬雷克·巴斯勒教授的團隊首次表明,與他們的敵人形成對比的是,被掠奪的姐妹細胞實際上從攻擊中獲益:經(jīng)過T6SS注射后,他們能夠重復使用特定蛋白質(zhì)來生產(chǎn)自己的矛槍。因此,相關(guān)的細菌菌株互相幫助擴大武器庫并與競爭對手抗爭。
細菌對他們的對手 - 以及他們的盟友 - 進行了掠奪
T6SS牢固地附著在細菌細胞包膜上。尖尖的細長矛被柔韌的鞘包圍。“當細菌射出長矛槍時,鞘會在幾毫秒內(nèi)迅速收縮,并將長矛從細胞中排出,成為一種常見的細菌,”巴斯勒描述了這種機制。“攻擊者然后回收剩余在細胞中的魚叉蛋白質(zhì)。” 在這次演習中,細菌還擊中了與攻擊者相同的相關(guān)細菌菌株:他們將魚叉拆解成蛋白質(zhì)成分并將其重新用于新的T6SS裝配。
回收就是一切:細菌也提供非武裝盟友的彈藥
這種密切相關(guān)的細菌通過這種類型的長槍攻擊分享它們的蛋白質(zhì)然后再循環(huán)這些成分,研究人員首次使用霍亂弧菌霍亂弧菌證明了這一點。為此,他們混合缺乏T6SS缺陷的細菌,這些細菌缺乏生產(chǎn)長矛槍所需的蛋白質(zhì)和產(chǎn)生正常T6SS的弧菌。“關(guān)于霍亂弧菌的特殊之處在于它一直裝配長槍,并且漫無目的地射擊它們,”該研究的作者Andrea Vettiger解釋道。“如果其中一種T6SS失敗的細菌被隨機擊中,它會將矛槍拆解成其各個組件,軸和尖端蛋白質(zhì),并重新組裝其自身的功能性魚叉。
易位的尖端連接的毒素也可以被攻擊的細胞再循環(huán)。甚至不再產(chǎn)生任何蛋白質(zhì)的細菌也可以通過重復使用鄰近姐妹細胞提供的魚叉蛋白來組裝T6SS。“
細菌與競爭對手一起戰(zhàn)斗
此外,研究人員觀察到相關(guān)的細菌菌株也相互配合,并聯(lián)手防御不良競爭對手。因此,兩個弧菌菌株可以合作殺死第三個競爭者,即使其中一個缺乏單獨的T6SS成分或矛尖的毒素。他們將資源結(jié)合在一起并生產(chǎn)武器。“雖然我們只是在實驗室條件下觀察到這種細菌互補,但我們相信這種形式的合作在自然界中發(fā)揮著重要作用,并為一些細菌群落提供了生存優(yōu)勢,”Basler說。
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