科學家們發(fā)現(xiàn)了驅(qū)動環(huán)境和人類健康的病毒感染細節(jié)
在海洋這樣龐大而古老的系統(tǒng)表面下,以及像人類嬰兒一樣小而新的系統(tǒng)表面,是病毒和細菌的共同體,它們可以影響從全球氧氣水平到新生兒患病的可能性。有一天,了解這些微生物之間的相互作用有助于科學家設法保護環(huán)境和解決難以對抗的疾病。
俄亥俄州立大學的新研究提供了細菌與感染它們的病毒或噬菌體之間相互作用的復雜性。該研究在線出現(xiàn)在ISME期刊上。
這些相互作用是常規(guī)的,對受感染的細菌來說可能是好的或壞的,但直到現(xiàn)在對這些相互作用之間的差異很少知之甚少,俄亥俄州立大學博士后微生物學研究員,首席研究員Cristina Howard-Varona說。
霍華德 - 瓦羅納說:“我們試圖了解一種病毒- 或噬菌體 - 在感染一種細菌與另一種細菌時的有效性,并且我們已經(jīng)了解到存在重要差異。”
“在任何環(huán)境中,并非所有的噬菌體都會以同樣的方式感染,同樣的速度和相同的成功。”
在這項研究中,研究小組與美國能源部合作使用先進的設備,當它們被相同或不同的病毒感染時,實時拼湊兩個遺傳上相似的細菌“宿主”內(nèi)的感染細節(jié)。Orbitrap質(zhì)譜儀和下一代基因測序儀使他們能夠觀察病毒和細菌細胞之間相互作用的所有步驟,這些步驟在速度和成功方面有很大差異。
研究中使用的細菌菌株通常存在于環(huán)境中并影響營養(yǎng)物更新,健康和疾病。
“當感染兩種不同的噬菌體感染相同的細菌宿主時,感染效率非常非常不同。在一種情況下,噬菌體在大約一小時內(nèi)繁殖并以極快的速度殺死細胞 - 而在另一種情況下,它會慢得多,更多超過10倍,“霍華德 - 瓦羅納說。
她說,雖然現(xiàn)在說這種科學可能會導致什么目前還為時過早,但目的是最終以一種可以為改善環(huán)境和人類健康打開大門的方式來理解這些相互作用。
“在某些情況下,噬菌體感染是好的,你可以設想干預以提高感染效率,以對抗對抗生素不再敏感的各種人類病原體,如MRSA,”Howard-Varona說。“但要做到這一點,我們需要了解基本機制,包括本研究中概述的機制。”
俄亥俄州立大學微生物學副教授Matthew Sullivan表示,該研究強調(diào)了在實驗室環(huán)境中超越細菌和病毒之間“理想”相互作用研究的重要性,并尋求更多關于自然界中微生物之間真正變化相互作用的知識。
“當你觀察天然噬菌體和細菌相互作用時 - 例如本研究中的相互作用 - 你會發(fā)現(xiàn)噬菌體 - 宿主相互作用中的許多步驟需要有效感染,并且感染因噬菌體和細菌而異。”
Howard-Varona補充道,“從歷史上看,在實驗室中,科學家們使用這些模型系統(tǒng)具有最快,最大的感染效率,但在自然界中并不總是如此 - 在水中,土壤中或在我們的身體中 - 并且理解這些差異很重要“。
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