为了在鱿鱼中定居，发光细菌需要知道何时计数

夏威夷短尾鱿鱼（大叶木兰以其生物发光而闻名，据信这是为了在它们从太阳方向攻击时伪装它们。与或者然而，鱿鱼自己并不发光，而是将发光外包给了细菌，这些细菌在鱿鱼的外套膜下进化出了一种特殊的发光器官。

然而，鱿鱼并不是生来就带有这种细菌的，发生的事情令人瞩目，这是首次被揭示。尽管迄今为止只在一种细菌中得到证实，但揭示这一过程的研究作者认为，它代表了在没有大脑的情况下被迫进行复杂操作的单细胞生物中更为普遍的行为。

我们研究的细菌被称为费氏弧菌，与许多不同的海洋宿主有关，但它与夏威夷短尾鱿鱼的关联是最典型的，？宾夕法尼亚州立大学的研究小组负责人蒂姆·宫城博士在一篇陈述。

我们真的不明白很多发光生物为什么要耗费这么多的能量来发出美丽的光芒，但对于费氏弧菌其好处显而易见，就像它们的光一样。鱿鱼为细菌提供了营养，以及一个相对安全的避难所，比自由漂浮的细菌更能躲避捕食者。

更神秘的是这种共生关系是如何进行的。需要大量的细菌才能产生有用的光亮——在此之前，发光只是在浪费能源。因此，费氏弧菌使用称为一旦达到一定的密度，行为就会发生变化。

群体感应是微生物中常见的技术，用于改变防御性化学物质的产生，也被我们自己使用然而，此案还有额外的挑战。费氏弧菌在定殖之前，藻类会在鱿鱼体外形成聚集体。但是，在没有鱿鱼提供的营养物质的情况下，在公海中发光充其量只是一种浪费，而且可能会引起错误的关注。

“因此，问题是‘当细菌在鱿鱼外形成这些大团聚体时，它们如何避开群体感应途径，转而发起促进定植的行为？’”Miyashiro 说。“我们看到的是，聚集途径激活了一种通常受群体感应抑制的小 RNA 分子的产生。因此，当导致聚集的信号通路在鱿鱼外被激活时，RNA 分子就会表达，这使得细胞能够绕过群体感应，保持运动和黑暗。”

相关 RNA 片段被称为 Qrr1。当安全地处于鱿鱼的发光器官中时，Qrr1 会被关闭，而当群体感应显示时间合适时，细菌就会开始发光。然而，在外面，作者发现转录因子 LuxO 和 SypG 保持 Qrr1 运行，因此生物发光不会开启。作者写道，这些因子的运行方式“类似于或逻辑门”，在需要隐身模式时保持 Qrr1 工作。

“当我们观察包括费氏弧菌“我们看到了非常相似的结构，这表明这种协调类型可能对许多共生细菌都很重要，”Miyashiro 说。

当然，并非所有寄居在动物体内的细菌都是共生的。致病细菌（比如那些有时会控制人类消化系统的细菌）可能以类似的方式运作；了解这个过程可能有助于阻止它们。

本研究开放获取埃利夫。