通過25億年的進(jìn)化，細(xì)菌已經(jīng)形成了無數(shù)的化學(xué)，生活方式，攻擊和防御。最令人印象深刻的防御之一是生物膜 - 一種細(xì)菌群落，它嵌入基質(zhì)中，可防止單細(xì)胞捕食者和抗生素 - 競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在進(jìn)化過程中產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)，包括其他細(xì)菌和真菌。

現(xiàn)在，威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的細(xì)菌學(xué)教授已經(jīng)證明了第一個(gè)證據(jù)，即一組稱為dictyostelids的變形蟲可以穿透生物膜并食用其中的細(xì)菌。“這是第一次證明dicty能夠以生物膜為媒介的細(xì)菌，”Marcin Filutowicz說。

在一篇名為Protist，F(xiàn)ilutowicz期刊的文章中，威斯康辛發(fā)現(xiàn)研究所的第一作者迪恩·桑德斯及其同事展示了時(shí)間推移的微觀電影，證明變形蟲對(duì)5種細(xì)菌的貪婪胃口。在這項(xiàng)研究中，研究人員將四種叫做dictyostelium(dictys)的變形蟲與生物膜形成的細(xì)菌進(jìn)行了對(duì)抗，這些細(xì)菌對(duì)植物或人類有害。目標(biāo)細(xì)菌包括：

銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)，一種常見的多藥耐藥細(xì)菌，折磨患有例如燒傷或囊性纖維化的人;

丁香假單胞菌，豆類病原體;

克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)，結(jié)腸炎和敗血癥的原因;和

歐文氏菌(Erwinia amylovora)，蘋果和梨的火疫病。

正如所料，結(jié)果取決于細(xì)菌的種類和細(xì)菌的種類;在一些案例中，這些法令完全消滅了一兩天內(nèi)含有數(shù)百萬細(xì)菌的蓬勃發(fā)展的生物膜。這項(xiàng)研究，F(xiàn)ilutowicz說，“包含有史以來第一部展示dicty細(xì)胞進(jìn)入生物膜并吞噬細(xì)菌的電影。”因?yàn)樗鼈冃纬梢粋€(gè)多細(xì)胞階段，有時(shí)被稱為“slu”，所以dictys有時(shí)被稱為“社會(huì)變形蟲”。

除了視覺證據(jù)，孢子萌發(fā)和隨后將單細(xì)胞的dictys結(jié)合成多細(xì)胞“slug”，都顯示出對(duì)所有四種細(xì)菌的成功攻擊。

Filutowicz了興趣，dictys發(fā)現(xiàn)約1800株由肯尼斯·雷珀，一個(gè)細(xì)菌學(xué)同事誰開始收集世界各地的土源性微生物在20世紀(jì)30年代積累了一個(gè)被忽視的檔案后。“Raper是第一個(gè)孤立行為的人，但在他去世后，他的生活工作分散在部門周圍并被忽視，”Filutowicz說。

Filutowicz很感興趣，但他對(duì)dictys知之甚少。然后，回答他最基本的問題 - “我如何成長(zhǎng)?”引發(fā)了心理連鎖反應(yīng)。他發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)奸犯和他的追隨者被喂養(yǎng)和成長(zhǎng)dictys使用細(xì)菌獵物在實(shí)驗(yàn)室里，但沒有人顯然奉行他們的真實(shí)世界的潛力，微生物獵人。“如果你長(zhǎng)大他們?cè)诖竽c桿菌[人體腸道中常見的留]，我很快就意識(shí)到，因?yàn)閐ictys不致病，我們可以把它們作為對(duì)細(xì)菌生物武器。”

Filutowicz此前曾開始致力于開發(fā)良性細(xì)菌以擊敗病原微生物的公司Conjugon說他“適應(yīng)生物學(xué)方法，這在當(dāng)時(shí)聞所未聞，因此這個(gè)想法落在了一個(gè)非常肥沃的頭腦上。”

隨著細(xì)菌對(duì)越來越多的抗生素產(chǎn)生耐藥性，這是一個(gè)受歡迎的消息，盡管使用生物體可能會(huì)增加獲得監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的任務(wù)的復(fù)雜性。

自2010年以來，F(xiàn)ilutowicz已經(jīng)了解了關(guān)于細(xì)菌如何“吃草”以及他們更喜歡哪種細(xì)菌的問題。“我們看著這些細(xì)胞如何拆除生物膜，試圖了解物理，化學(xué)和機(jī)械力解構(gòu)生物膜，以及如何dictys在3 d空間移動(dòng)。這是吞噬細(xì)胞和它們的行為很像我們自身的免疫細(xì)胞，”菲盧托維奇說。

他的合作者，威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的眼科學(xué)和視覺科學(xué)教授柯蒂斯勃蘭特已經(jīng)取得了令人鼓舞的結(jié)果，這表明這些生物對(duì)嚙齒動(dòng)物是無害的，并且正在準(zhǔn)備用它來對(duì)抗細(xì)菌性角膜炎，這是一種眼部感染，首先是在嚙齒類動(dòng)物和然后是人類，在國(guó)立衛(wèi)生研究院支持的研究中。

“這種醫(yī)療應(yīng)用可能不會(huì)在我的一生中到達(dá)診所，但它有很多希望，最終我們可以在許多其他醫(yī)療用途中推進(jìn)它，”Filutowicz說。

2010年，F(xiàn)ilutowicz成立了Amoebagone，以推進(jìn)對(duì)dictys使用的研究，首先嘗試對(duì)抗火疫病和果樹和蔬菜的其他細(xì)菌感染;由國(guó)家科學(xué)基金會(huì)支持。

在遙遠(yuǎn)的人類醫(yī)療潛力和近期農(nóng)業(yè)用途之間，F(xiàn)ilutowicz正在高興地拉動(dòng)Ken Raper的有益微生物留下的線索;由威斯康星州校友研究基金會(huì)授權(quán)給AmoebaGone。

“為了發(fā)現(xiàn)，它需要一定程度的天真，”他說。“如果你知道得太多，你會(huì)立刻意識(shí)到為什么事情不會(huì)起作用，也行不通。否則，如果這是一個(gè)好主意，人們就會(huì)這樣做。同事們說，這些行為就像人類吞噬細(xì)胞一樣，但他們從未提及過將它們當(dāng)作生物控制。每天我走過部門走廊，讀著題詞：“發(fā)現(xiàn)包括看到每個(gè)人都看到了什么，并思考沒有人想到的。我很幸運(yùn)地把這作為愚蠢無辜的人進(jìn)入。“