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这是一个弱肉强食的世界,并且细菌存世由来已久。所以细菌有世俗的军械库用来争夺环境中有价值的资源并不稀奇。在2010年,华盛顿大学微生物学系副教授Joseph Mougous领导的小组揭示了细菌之间使用的武器系统。战士们注射毒素到对手细胞里。
目前,出现惊人扭转,Mougous与他的同事发现一些动物也从细菌的剧本中掀开一页。他们偷取这些毒素来对付他们不需要的微生物。研究者将研究成果发表在《nature》杂志上。
动物毒素是在癌症研究中心Mougous与进化生物学家Harmit Malik寻找更多细菌竞争毒素时偶然被发现的。
“当我们开始研究基因组数据库是,我们惊讶的发现我们认为只有在细菌中出现的毒素基因也在一些动物上发现” 合作者博士后研究员Matt Daugherty“我们马上就想知道为什么毒素基因会在一些动物身上。”
他们的分析揭示了这些基因是从细菌跳到动物身上的。这些基因通过水平基因转移永久的整合到动物基因组中。这种转移在微生物之间是很常见的,但是从细菌转移到更复杂的生物体上几乎没人报道。
携带细菌毒素的生物体出现难以置信的多样性其中就包括一些种类的蜱和螨。研究团队迅速确认毒素存与鹿蜱中的医学潜在重要性,鹿蜱因有传播莱姆病而臭名昭著。
“我们兴奋的发现毒素基因存在与鹿蜱上,鹿蜱在北美增加了莱姆病的流行性。莱姆病是由细菌引起,所以我们关注转移的抗细菌毒素可能影响蜱与莱姆病病原的相互作用”小组成员Seemay Chou说道。
蜱内脏携带病原体并在叮咬动物时通过唾液传播疾病。蜱的这些部位存在丰富的毒素。研究者观察发现,他们通过基因工程方法在蜱上减少这些毒素的产生,莱姆病原水平就会明显上升。
“我们通过观察这些毒素是如何影响莱姆病传播来追踪这个结果” Chou如是说。
毒素是如何存在与蜱之外的生物体的还待进一步研究。这些研究者现在寻找可能被动物重新用来抵抗细菌的毒素。
“给出我们发现新毒素的速度,找到更多的水平基因转移并不稀奇” Mougous提到。
《Nature》杂志的标题是“传播细菌间拮抗基因增强真核生物固有免疫功能”。