根据一项有点偶然的发现,细菌和真菌会联手对牙齿造成严重破坏。
宾夕法尼亚大学的牙科研究员志仁在检查导致幼儿严重蛀牙的微生物时,注意到两种不同的生物体在显微镜下呈现出统一战线。
实验室的进一步研究探索了人类唾液中的这些细菌-真菌簇如何在口腔中协同作用,导致蛀牙疾病。
这些发现揭示了这些簇的几个“新兴功能”,这使得该物种的行为几乎就像一个全新的超有机体——包括在我们的牙齿上移动和传播的新能力。
配对的病原体被发现正在做它们自己无法完成的事情。
通常静止不动的细菌,变形链球菌,不再受制于口水的突发奇想。搭上酵母伸出的手臂的便车,白色念珠菌,细菌现在可以通过“跳跃”移动,并在传播过程中不断生长。
“‘坏人’超级有机体的发现确实具有开创性且出乎意料,”说瑞士巴塞尔大学微生物学家 Knut Drescher。
“没有人会预料到这一点。”
这并不是说以前从未发现细菌和真菌能够协同工作。多细胞生物膜引起许多人类感染。更重要的是,我们对这些社区如何发展和运作的了解仍然有限。
在实验室中,当前研究的作者发现细菌簇可以附着在真菌酵母的身体、分支和外部糖上。
作为一个整体,这个细胞网络比细胞本身更容易附着在牙齿上。这种“超级有机体”还对抗菌药物和刷牙表现出更强的耐受性。
但最疯狂的部分是超有机体的运动方式。
虽然有些细菌有用来游动的小臂,变形链球菌通常是不动的。事实上,两者都不是白色念珠菌也不变形链球菌可以这样移动,但是因为白色念珠菌它可以伸出手臂,为搭便车的人提供了完美的交通工具。
当细菌附着在这些探测真菌丝上时,它们基本上可以“跳跃”向前与其他真菌融合。生物膜。
当在牙齿状表面上测试超级生物时,研究人员发现细菌以每小时超过 40 微米的速度移动,类似于人体内伤口愈合分子的移动速度。
在两种病原体结合后的几个小时内,作者发现细菌跳跃到 100 微米外的基质上,这个距离是它们通常体长的 200 多倍。
据团队所知,没有其他人报告过这种团队级别的流动性。
“动态的真菌-细菌相互作用导致生物膜上层结构,对牙釉质表面造成广泛和更严重的损害,”作者写。
研究人员认为,如果能够以某种方式阻止细菌和真菌结合在一起,这可能有助于预防蛀牙。
但这一发现对于牙科工作之外的其他原因也很重要。
这些新发现可能有助于解释类似的超级生物如何如此迅速地传播传染病或造成环境污染。
“这种集体多细胞迁移模式开启了有趣的可能性,”作者写。
“这可能是王国间殖民者利用的随机移动机制,以促进附近的范围扩张,也可能是到达所需方向或位置的导航策略。”
该研究发表于美国国家科学院院刊。