揭示海綿中細(xì)菌開發(fā)出抑制生物被膜形成能力的分子機(jī)制

近日，一項刊登在雜志Molecular Microbiology上的研究表明，當(dāng)細(xì)菌在某處聚集的時候，它們會做出一種集體決策來生在某種附屬物上或者聚集起來慢慢游走。這種行為是在海綿中發(fā)現(xiàn)的，這或許可以幫助我們理解如何破壞有害致病菌的生物被膜，比如牙齒斑或者人工心臟中內(nèi)在醫(yī)療設(shè)備上的生物被膜。

細(xì)菌彼此之間有很多種交流方式，科學(xué)家們?nèi)缃癜l(fā)現(xiàn)了一種新型的信號系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以促使細(xì)菌產(chǎn)生諸如鞭毛一樣的細(xì)菌附屬物，使細(xì)菌可以自由泳動，并且抑制細(xì)菌生物被膜的形成。研究者Hill表示，我們發(fā)現(xiàn)的關(guān)于細(xì)菌交流的任何細(xì)節(jié)都可以幫助我們理解細(xì)菌對于人類是如何進(jìn)行致病的以及細(xì)菌如何在牙齒或者醫(yī)療器械內(nèi)部形成菌膜。理解這個過程將幫助我們有效控制致病菌的生物被膜產(chǎn)生。

細(xì)菌可以通過很多途徑聚集起來然后形成生物被膜，而且細(xì)菌知道如何進(jìn)行溝通以確定做出機(jī)體的決策，從而指導(dǎo)其發(fā)生某種行為，這種行為系統(tǒng)成為群體感應(yīng)系統(tǒng)（quorum sensing）。特殊的海綿包括了復(fù)雜和不同的細(xì)菌群落，在某些情況下甚至占到了海綿生物量的30%-40%。群體感應(yīng)系統(tǒng)可以控制細(xì)菌細(xì)胞一系列的過程，包括引發(fā)細(xì)菌舉起寄來在牙齒上形成菌斑等。

依賴于海綿的細(xì)菌，當(dāng)其細(xì)菌數(shù)量達(dá)到一定程度時，其就可以利用群體感應(yīng)系統(tǒng)來激活其運動能力，這樣就限制了其在固體表面形成生物被膜了。研究者Clay Fuqua說道，細(xì)菌的這種行為對于幫助其維持健康、共生的菌群系統(tǒng)非常關(guān)鍵。當(dāng)然，相同的分子機(jī)制或許在別的微生物群落中也會出現(xiàn)，比如人類腸道微生物或者微生物共生植物中等。