细菌是滑溜溜的小吸盘。 它们进化迅速，对抗生素产生耐药性，因此变得越来越难以对付。 现在，研究人员第一次在胶片上捕捉到了微生物用于这种快速进化的机制之一。
二霍乱弧菌细菌 - 霍乱的病原体 - 位于显微镜下，发出鲜艳的绿色。 正如我们所看到的，一根卷须从其中一个细菌中蜿蜒而出，用鱼叉叉住一段DNA并将其带回其体内。
这个附属物被称为菌毛，细菌将来自不同生物体的新遗传物质整合到自己的 DNA 中以加速其进化的过程称为水平基因转移。
这是科学家第一次直接观察到细菌利用菌毛来实现这种基因转移。 这是一种几十年来一直被假设的机制。
“水平基因转移是抗生素耐药性在细菌物种之间转移的重要方式，但之前从未观察到这一过程，因为所涉及的结构非常小，”生物学家安库尔·达利亚说印第安纳大学伯明顿分校。
“了解这个过程很重要，因为我们对细菌如何共享 DNA 的了解越多，我们就越有可能阻止它。”
细菌究竟是如何利用菌毛来捕获 DNA 的，目前仍然难以捉摸，部分原因是细菌的菌毛极小。 菌毛比人的头发细 10,000 多倍，这意味着它很难观察。
研究小组所做的——以及这些细菌发出怪异绿光的原因——是开发一种用荧光染料涂上菌毛和 DNA 的新方法。 当他们将整个套件和kaboodle放在显微镜下时，他们第一次能够亲眼看到这个过程。
在此页面顶部的视频中，您可以在右侧看到这一点。 左边的图像是没有染色的场景的样子。
（安库尔·达利亚/印第安纳大学）
菌毛通过细胞壁上的孔隙划出一条线来捕获一段 DNA，然后以高精度将其卷回。
“就像穿针一样”生物学家考特尼·埃里森说。
“外膜上孔的大小几乎等于对半弯曲的 DNA 螺旋的宽度，这很可能就是所遇到的情况。如果没有菌毛引导它，DNA 击中孔的机会以正确的角度进入细胞基本上为零。”
抗生素耐药性可以通过多种方式在细菌之间转移——水平基因转移也有多种机制。 从周围环境中吸收 DNA 的过程称为转化。
当细菌死亡时，它们会分裂并释放DNA，然后其他细菌可以捕获并合并它。 如果死亡的细菌具有抗生素耐药性，那么捕获死者 DNA 的细菌也会产生这种耐药性，并将其传播给自己的后代。
这样，抵抗就会像野火一样在人群中蔓延。 这是一个大问题。据CDC称，美国至少有 23,000 人因抗生素耐药性死亡。
通过弄清楚细菌传播抗生素耐药性的确切机制，研究人员希望能够设计出预防方法。
下一步是找出菌毛如何在正确的位置锁定 DNA，特别是因为参与该过程的蛋白质似乎以一种以前从未见过的方式与 DNA 相互作用。
他们还希望利用他们应用荧光染料的方法来观察菌毛的其他功能。
“这些都是非常多用途的附属物，”达莉亚说。 “印第安纳大学发明的这种方法确实开启了我们对一系列细菌功能的基本了解。”
该研究已发表在期刊上自然微生物学。
