细菌通过自杀式袭击消灭竞争对手

细菌是具有攻击性的生物,已经进化出多种可怖的方法来杀死和抑制竞争者。这些策略中最极端的一种是细胞主动分裂并死亡以释放杀死其他菌株的大毒素。尽管有些细菌已知存在此类行为,但尚不清楚是否具有普遍性,通常假定只有少数细菌会执行这些自杀性攻击。

新研究表明,事实并非如此:在细菌大战的某些区域,几乎所有细菌都会杀死自己,从而制造出大规模的攻击。

自杀行为在自然世界中非常罕见,但通常难以理解其进化动力。这项研究表明,数百万细菌会同时自杀。而且,这种情况发生在所有细菌中,研究中使用的是,常见的肠道细菌大肠埃希氏菌。这一发现与社交昆虫 ,蜜蜂和蚂蚁的行为有着惊人的相似之处。

共同作者、牛津大学动物与生物化学系的Elisa Granato博士说:“在这些攻击中死亡的细菌数量之多令人惊讶。但是这项研究解释了原因——细胞在自杀时已经奄奄一息,早晚会被敌方杀死,故而发出搏命一击,以求同归于尽。”

作者使用3-D延时荧光显微镜在实验室观察细菌战场。 他们发现了一种使细胞在发生自杀行为时变色的方法。 这样一来,他们就可以在细菌互动的过程中随着时间的推移追踪前线的具体单位,并查看何时以及多少单位会执行死亡任务。

合著者Kevin Foster教授说:“像大肠杆菌一样,它们既可能是致命的病原体,也可能是生活在我们体内的保护性共生体。因此,这些细菌是否能赢得战争,可能是健康与破坏性疾病之间的区别。对细菌间战争的研究可能会帮助我们对抗病原体并联合所谓的友好细菌。”

研究人员希望,通过更广泛地了解细菌争斗的规则,并将其用于设计益生菌,它们可以促进健康和治疗感染。

论文《细菌战争中大规模自杀策略的演化》发表在《当代生物学》上

原文:https://phys.org/news/2020-06-bacteria-mass-suicide-defend-colony.html

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