一项研究表明,细菌也会像人类一样“饿怒”——因为饥饿而易怒。微生物学家发现,缺乏营养会导致一些细菌细胞向我们体内释放有害毒素,从而使我们生病。虽然目前的研究只关注一种细菌,但如果这一发现适用于其他物种,这可能会为感染开辟新的治疗方法。
这项研究是由北卡罗来纳大学教堂山分校的微生物学家亚当·罗森塔尔教授和来自哈佛大学、普林斯顿大学的同事,以及荷兰宠物食品公司丹尼斯科动物营养公司进行的。
罗森塔尔教授说:“细菌的行为与我们传统上认为的要不同得多。
“即使我们研究一个基因完全相同的细菌群落,它们的行为也不尽相同。我们想找出原因。”
该团队使用了一种最近发现的分析方法——“基于探针的细菌测序”——来读取数千个单个细菌的RNA分子。
研究小组对三个物种的转录组进行了测序。这些细菌包括大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和产气荚膜梭菌。
后一种细菌在自然界中普遍存在,是食物中毒的主要原因。
该团队使用probe-based细菌测序可以读取数千种细菌的RNA分子
研究人员确定,在单一细菌群落中,基因相同的细胞具有不同的功能。
研究人员发现,一些细菌表现得更加温顺,而另一些细菌则会产生让我们感到不适的毒素。
在产气荚膜梭菌中,研究小组发现了一种细菌亚群,它会产生并释放一种名为“netB”的毒素。
然而,这只发生在缺乏醋酸盐的情况下,醋酸盐是一种短链脂肪酸,在肠道中非常普遍。
在枯草芽孢杆菌(L)和大肠杆菌(R)中可以看到具有不同功能的基因相同的细胞。
在产气荚膜梭菌中,研究小组发现了一个产生和释放毒素netB的亚群
基于营养素在细菌毒性中起着重要作用的发现,罗森塔尔教授说,他现在想知道,除了产气荚膜梭菌之外,是否在环境中发现了特定的因素,可以“开启”其他细菌病原体的毒素生产。
如果是这样的话,向细菌中引入营养物质可能会提供一种治疗人类和动物细菌感染的新方法。
事实上,众所周知,产气荚膜梭菌会感染母鸡——对禽类来说具有高度传染性和致命性——随着家禽业不再使用抗生素,需要新的防御措施来对抗这种疾病。
因此,这项新研究为农民提供了一种潜在的新方法,可以在不使用抗生素的情况下减少其畜群中的致病菌。
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罗森塔尔教授还希望将他们的研究结果应用于解决抗生素耐药性问题
随着初步研究的完成,研究人员现在正在继续研究这些复杂细菌群落的行为。
罗森塔尔教授还希望将他们的研究结果应用于解决抗生素耐药性的问题。
耐受性限制了抗生素的有效性,但控制它的机制尚不清楚。
该研究的全部结果发表在《自然微生物学》杂志上。