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为了生存,细菌已经进化出各种各样的策略,以确保它们在“菌口”密集的环境中有足够的食物供应。就像捕食性细菌,这是一类以其他细菌为食的细菌。它们通常会像大型动物一样瞄准猎物细菌,然后将其杀死,分解它们的细胞“大快朵颐”。
细菌的捕食行为一直是一个引人入胜的研究领域,然而到目前为止,科学家们对捕食性细菌和猎物细菌之间的关系,以及细菌捕食行为的机制仍知之甚少。 近日,发表在《Cell Reports》上的一项新研究中,来自德国波鸿鲁尔大学的研究团队深入研究了细菌的捕食行为,并破解了这一过程的机制。 该团队选择了常见于土壤中的捕食性细菌黄色粘球菌(Myxococcus xanthus)。与许多其他捕食性细菌相比,M. xanthus是多面手,以广泛的微生物为食,包括革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌,以及真菌。 最近有研究表明,M. xanthus首先会不断靠近猎物细胞,一旦接触到就停止移动,然后在几分钟内诱导猎物细菌的细胞死亡和分解。 在这项新研究中,该团队详细分析了这一过程的分子机制。他们首先对M. xanthus进行了特定的基因修饰,以研究不同时间尺度上突变菌株的捕食情况,然后在显微镜下实时监测M. xanthus和“猎物细菌”细胞的相互作用。 研究人员发现,Tad样和3型蛋白质分泌系统在杀死“猎物细胞”的过程中协同工作。它们的复合物会将蛋白质从M. xanthus细胞转运到“猎物细菌”的细胞中。具体而言,首先,Tad样分泌系统诱导猎物细菌的细胞死亡。然后,3型分泌系统负责分解猎物细胞,以便随后让M. xanthus吸收营养。
带有荧光标记蛋白的图像显示,蛋白质分泌系统在M. xanthus细胞中积累,并且,恰好是在M. xanthus与其猎物之间的接触位置。这意味着,M. xanthus能感知到与猎物细胞的接触,并能非常精确地启动杀死细胞的过程。 研究人员猜测,捕食性细菌可以影响微生物组组成发生显著变化,从而塑造适合它们生存的微生态环境。 总之,这项研究结果突出了细菌蛋白质分泌系统的多功能性,并强调了M. xanthus捕食行为的复杂性。 该团队表示,目前还不清楚蛋白质分泌系统对猎物接触的确切反应,以及它们释放出哪些潜在的有毒蛋白质。但无论如何,这是一个令人着迷的研究领域,未来将会进行更深入的研究。
原文链接 https://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111340 此文为翻译精简版,如有不妥,以文章原文为准。
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