重磅！細(xì)菌通過交換噬菌體受體獲得噬菌體敏感性
噬菌體很可能是自然界中zui為豐富的實(shí)體，通常超過細(xì)菌密度一個(gè)數(shù)量級(jí)。作為細(xì)菌的病毒性捕食者，噬菌體通過降低一些細(xì)菌數(shù)量和讓其他細(xì)菌茁壯成長而在細(xì)菌群落中發(fā)揮著重大的影響。噬菌體有時(shí)也會(huì)包裝宿主DNA，并且在一種被稱作水平基因轉(zhuǎn)移（horizontal gene transfer, HGT）的過程中，將它運(yùn)送到其他細(xì)菌中。
自從二十世紀(jì)開始以來，噬菌體感染的生物學(xué)特征得到廣泛的研究。然而，在類似于它們的自然生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜細(xì)菌群落中，噬菌體的命運(yùn)并未在細(xì)胞水平上開展過研究。為了研究噬菌體感染在復(fù)雜的細(xì)菌群落中的生物學(xué)特征，研究人員在含有噬菌體抵抗性（R）細(xì)菌和噬菌體敏感性（S）細(xì)菌的細(xì)菌群落中追蹤了噬菌體的動(dòng)力學(xué)行為。
如今，在一項(xiàng)新的研究中，來自以色列耶路撒冷希伯來大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)*對(duì)一種給定的噬菌體產(chǎn)生抵抗性的細(xì)菌當(dāng)與敏感性的細(xì)菌一起孵育時(shí)會(huì)對(duì)這種噬菌體產(chǎn)生敏感性。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2017年1月12日那期Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Acquisition of Phage Sensitivity by Bacteria through Exchange of Phage Receptors”。
研究人員證實(shí)攜帶噬菌體受體的噬菌體敏感性細(xì)菌如何能夠通過一種他們稱作“敏感性獲得（acquisition of sensitivity, ASEN）”的分子轉(zhuǎn)運(yùn)過程，將這種受體運(yùn)送到附近的缺乏這種噬菌體受體的噬菌體抵抗性細(xì)菌中。這個(gè)過程涉及一種由膜囊泡驅(qū)動(dòng)的分子交換，在這種分子交換中，噬菌體抵抗性細(xì)菌短暫地獲得來自附近的噬菌體敏感性細(xì)菌釋放出的噬菌體附著分子。通過利用這種新的運(yùn)送系統(tǒng)，噬菌體能夠入侵缺乏它們的受體的細(xì)菌。
研究人員進(jìn)一步猜測這種機(jī)制讓噬菌體擴(kuò)大它們的宿主范圍和運(yùn)送DNA到新的細(xì)菌物種中，因此促進(jìn)噬菌體附著到非宿主細(xì)菌物種上，從而提供一種迄今為止尚未研究過的水平基因轉(zhuǎn)移途徑。
論文通信作者、耶路撒冷希伯來大學(xué)醫(yī)學(xué)院以色列-加拿大醫(yī)學(xué)研究所（Institute for Medical Research Israel-Canada）微生物學(xué)與分子遺傳學(xué)系Sigal Ben-Yehuda教授說，“在當(dāng)前的這項(xiàng)研究中，我們證實(shí)*對(duì)一種給定的噬菌體產(chǎn)生抵抗性的細(xì)菌當(dāng)與敏感性的細(xì)菌一起孵育時(shí)會(huì)對(duì)這種噬菌體產(chǎn)生敏感性。噬菌體入侵噬菌體抵抗性細(xì)菌可能在抗生素耐藥性基因和毒力基因在細(xì)菌之間轉(zhuǎn)移的過程中產(chǎn)生重大的影響。”
作為論文*作者的博士生Elhanan Tzipilevich說，“我們的研究表明類似于病毒采用的強(qiáng)大的入侵和擴(kuò)散策略，噬菌體采用替代性的迄今為止尚未鑒定出的擴(kuò)散機(jī)制。這些機(jī)制可能加快這種感染過程，并且促進(jìn)噬菌體在同種物種和不同物種的細(xì)菌之間擴(kuò)散。
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