
蜂擁而至細菌“尖叫”死亡時,警告鄰近的危險細菌。
這些死亡尖叫聲無法聽見。相反,它們是細菌在死亡的邊緣廣播的化學警報,這一動作被稱為死靈信號。
通過壞死信號,細菌向他們的群體群體提醒了致命的威脅,從而節省了大部分群(一個正在移動的細菌菌落)。當面對這樣的威脅時抗生素科學家在一項新研究中報導說,細菌的化學死亡哭聲可以為倖存者提供足夠的時間來獲取傳達抗生素耐藥性的突變。
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許多種類的細菌在稱為鞭毛的細長尾巴狀結構的幫助下游泳,這會迅速幫助它們。有時,細菌例如他們表現出寒意((大腸桿菌)聚集在數十億美元,並用他們的鞭毛作為群體在堅實的表面上一起移動。
研究人員寫道:“細菌群是代謝活躍的,並且會增強。”因此,科學家懷疑群還可以具有自己的抗生素耐藥性機制,這可能與單個細菌的抗生素抗藥性不同。
研究人員此前曾指出,當細菌遇到抗生素時,約有25%的漫遊菌落死亡。死亡的細菌似乎以某種方式保護了倖存者 - 一部分群死後,倖存的細胞似乎積極遠離抗生素 - 但目前尚不清楚是什麼引導了細菌的行為。
在新研究中,科學家觀察到大腸桿菌細菌與抗生素相互作用時,以揭示死細胞如何有助於節省其餘的群。
死者的信號
研究人員發現死了大腸桿菌在群中,釋放了一個死靈信號:與群中活細胞外膜結合的蛋白質。
通過這些垂死的化學“尖叫”,在奧斯汀大學的分子生物科學教授拉西卡·哈希(Rasika Harshey)研究的一封電子郵件中告訴《現場科學》。這項研究表明,這表明該化合物傳達了“緊急狀態”,向活細菌提醒存在危險。
一系列基因被壞死信號啟用,不僅保護了倖存的群體免受抗生素的影響,而且促進了對殺死他們同志的化合物的未來抵抗。更重要的是,科學家意識到,群細菌的亞群在遺傳上是可變的。有些比其他人更容易受到抗生素的影響。研究作者寫道,群體可能會集體培養不同的亞種群作為一種進化生存策略 - 如果新抗生素殺死了群體的脆弱成員,他們的死亡將有助於保護其餘的人。
哈希說:“死細胞正在幫助社區生存。”
她補充說,研究結果表明,在密集的細菌群中,暴露於低劑量的抗生素可能實際上可以促進獲得抗生素耐藥性的獲取,這是研究擊敗細菌感染策略的重要考慮因素。
研究結果於8月19日在線發布自然通訊。
編者註:本文於8月31日更新,以糾正細菌群對死靈信號的反應,因為泵激活而不是飛行。
最初發表在現場科學上。