一个接近死亡的黏液霉菌是如何将细菌装入培养皿以喂养下一代的
在最后的繁殖和死亡的狂热中,社会性阿米巴原虫分泌蛋白质,帮助为它的后代保存一套食物。
盘状盘状网盘是土壤中的一种黏菌,以细菌为食。这种动物的一些野生形态本质上是在养殖这种微生物,将它们以孢子的形式传播,从而为下一代阿米巴原虫提供了一个良好的局部猎物的开端。研究人员在7月27日的《科学》(Science)杂志上说,试验发现,防止亲代免疫系统杀死这种细菌的诀窍是一种叫凝集素的蛋白质激增。
该研究的共同作者、休斯顿贝勒医学院(Baylor College of Medicine)的分子细胞生物学家亚当?在一项测试这种能力的实验室测试中,用植物中提取的凝集素覆盖其他细菌,使细菌能够从老鼠体内溜进细胞内,以共生共存的方式存活下来。
这一发现标志着一个故事的另一个篇章,这个故事颠覆了人们几十年来对社会变形虫吃细菌的认识。基本的,几乎是外星人的场景仍然是真实的:d盘状阿米巴原虫,绰号Dicty,以单细胞的形式开始生命。当食物减少时,细胞聚集成一个更大的多细胞鼻涕虫形状的生物,有8到10种细胞和爬行能力。然后它发展成一种更像真菌的东西,有一个柄支撑着一箱孢子,这就开始了下一代阿米巴原虫。
科学家们曾经认为,这些外壳里只有孢子。“70年来,我们都认为网状骨胳的发育是无菌的,”这意味着孢子中没有细菌存活,Kuspa说。“如果你不是一个很好的微生物学家,并且污染了你的变形虫样本,一种治愈细菌的方法就是让它们经历一个发展周期。”
然后在2011年,研究人员发现了一些Dicty菌株是“农民”,它们例行公事地将活细菌装入孢子中,并在每一代中启动新的细菌家畜(SN: 2/12/11, p. 11)。库萨说:“这太令人震惊了。
研究人员还发现,像老鼠的鼻涕虫一样的鼻涕虫阶段形成了一种可以杀死细菌的免疫系统,尽管越来越多的证据表明,有些细菌除了食物还有其他用途,比如提供防御化学物质。但是蛞蝓如何避免杀死自己有益的细菌还是个谜。
Kuspa说,通过比较携带细菌的Dicty菌株和不携带细菌的菌株的分泌物,发现两者之间有“非常明显”的差异:更多的凝集素被称为盘状蛋白a和盘状蛋白C。一系列提供和保留蛋白质的测试显示,这些蛋白质对细菌的命运有很大的影响。研究人员发现,这些凝集素增加了细菌进入阿米巴原虫细胞,并隐藏在免疫系统哨兵的保护下存活的机会。这给了细菌一个机会以孢子的形式结束。
凝集素的力量有助于理解细菌养殖的惊人发现如何与社会阿米巴原虫的杀菌免疫系统的揭示相吻合。圣路易斯华盛顿大学(Washington University in St. Louis)研究这两种现象的德布拉布洛克(Debra Brock)说,这是一项“杰出”的工作。“我爱机制。”