細(xì)菌依賴經(jīng)典商業(yè)模式
銅綠假單胞菌引起的形成了雙軌制的策略來定植宿主。它產(chǎn)生兩種不同類型的細(xì)胞——一種活動的吊帶和一種有毒的貼紙。巴塞爾大學(xué)Biozentrum的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)闡明了細(xì)菌是如何在幾秒鐘內(nèi)連續(xù)組織和傳播的。就像商業(yè)模式一樣:定居-成長-擴(kuò)張。這項(xiàng)研究發(fā)表在《細(xì)胞宿主微生物》雜志上。
銅綠假單胞菌是醫(yī)院中最常見、最危險的病原體之一,可引起患者嚴(yán)重感染,如傷口感染、或腦膜炎。在感染的第一階段,病原體需要有效地附著在宿主組織上,但同時傳播到遙遠(yuǎn)的地方。在感染的后期,病原體需要重新調(diào)整它們的行為,以永久定居在宿主體內(nèi)并隱藏其免疫系統(tǒng),例如,通過形成保護(hù)性生物膜。
從擴(kuò)散到粘附細(xì)胞
銅綠假單胞菌成功的關(guān)鍵在于其完善的定植策略。巴塞爾大學(xué)Biozentrum研究小組負(fù)責(zé)人Urs Jenal教授解釋說:“在每個分裂過程中,病原體會產(chǎn)生兩種不同的細(xì)胞類型,一種是攻擊貼紙,一種是可移動的吊帶?!斑@兩種細(xì)胞類型之間的平衡對于病原體成功停留在組織上并迅速傳播至關(guān)重要?!?
在感染的初始階段,散布器通過一種叫做鞭毛的旋轉(zhuǎn)細(xì)胞推進(jìn)器主動向宿主的組織表面移動。研究人員現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)鞭毛也可以用作機(jī)械傳感器。Jenal說:“當(dāng)鞭毛遇到表面時,細(xì)菌會通過產(chǎn)生粘性突起迅速做出反應(yīng),這種突起會將細(xì)菌牢牢固定在組織上?!拔覀儗@種情況發(fā)生的速度感到非常驚訝。幾秒鐘后,細(xì)菌會改變它們的程序來保持表面?!庇|覺刺激觸發(fā)細(xì)菌信號分子環(huán)二GMP的產(chǎn)生,進(jìn)而觸發(fā)細(xì)胞過程的形成。
堅持傳播細(xì)胞
此外,研究人員已經(jīng)能夠證明,在分裂過程中,附著在表面的細(xì)菌會產(chǎn)生兩種不同的后代:一種種子細(xì)胞仍然是可以破壞底層宿主組織的貼紙,另一種是可以傳播到遠(yuǎn)處部分的散布器。這個過程也被稱為不對稱細(xì)胞分裂?!斑@是由于環(huán)二聚體GMP在有絲分裂母細(xì)胞中的不對稱分布,”第一作者Beno tLaventie解釋道。盡管具有高二環(huán)戊二烯基GMP水平的子細(xì)胞仍然附著在著陸點(diǎn)上,但是具有低二環(huán)戊二烯基GMP濃度的細(xì)胞離開表面,在遠(yuǎn)處的位點(diǎn)上沉淀。因此,銅綠假單胞菌采用簡單的商業(yè)模式:先建立,再成長,最后擴(kuò)張。
一個聰明的策略:征服和隱藏。
然而,銅綠假單胞菌的機(jī)會窗口有限。經(jīng)過幾次不對稱分裂后,細(xì)菌恢復(fù)對稱分裂,只產(chǎn)生附著在表面的有毒后代,從而成倍增加了當(dāng)?shù)胤N群。病原體改變了策略,長期以建立和逃避宿主的防御系統(tǒng)為目標(biāo)。
Jenal Lab的研究人員推測,這種定殖策略是普遍存在的,可以在各種細(xì)菌中找到,它們可以有效地定殖不同的表面,如石頭、浴簾、咖啡杯或人體器官。
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