制藥網(wǎng)
公司動態(tài)
細菌能感知周圍的環(huán)境
發(fā)布時間：2015-6-25 這是一種篩選方法，主要用于檢測用于調節(jié)細胞行為的信號，在沙門氏菌上（Salmonella）有生物傳感器在工作。圖片來源：Erez Mills/Miller Lab/Univ. of Wash.
知道細菌是如何根據(jù)環(huán)境信號來調節(jié)行為可以幫助我們解決由細菌導致的生物污染以及細菌耐藥性等問題。
科研人員研究出了一種快速方法，用于幫助檢測細菌是如何感知周圍的環(huán)境并做出反應這兩種行為。
細菌能夠接受外來的信號，再將這些信號施加于內部的信號通路，從而來直接指導它們自己的行為。這種對周圍環(huán)境的監(jiān)測可以使得細菌在惡劣的環(huán)境下觸發(fā)相應的存活策略，例如在缺乏營養(yǎng)素或者周圍環(huán)境存在相應的抗生素的條件下生存下來。
2015年6月9日發(fā)表在Science Signaling上的封面文章，微生物學家們發(fā)表了他們在研究食源性致病菌沙門氏細菌時所發(fā)現(xiàn)的細菌能感知周圍環(huán)境的現(xiàn)象。沙門氏細菌在條件不同的位置以及其周圍的環(huán)境中都能及時調適，其中一個安全策略就是沙門氏細菌相互聚集從而形成類似于生物膜的結構：這是細菌的一種聚集狀態(tài)，形成一個具有保護功能的外殼。
沙門氏菌的生物膜可以在許多物質的表面持久生長，從而使得該細菌對于感染控制措施具有抵抗作用，這對于食品加工工業(yè)來說是一個大難題。根據(jù)食品*（Centers for Disease Control and Prevention）的數(shù)據(jù)顯示，僅沙門氏菌每年就會導致美國120萬人感染疾病。
科研人員在文章中指出，之所以能夠如此迅速地適應環(huán)境，沙門氏菌需要確定它們所處的位置，到底是在胃液中，還是在細胞內部，還是在工廠里或者是其它物質表面。研究人員補充道，沙門氏菌是目前研究zui多的細菌治病微生物，然而，對于沙門氏菌感知周圍環(huán)境的研究卻少之又少。
科研人員主要有來自于華盛頓大學（University of Washington），醫(yī)學、微生物學、免疫學以及基因科學教授Samuel I. Miller實驗室的Erez Mills、Erik Petersen和Bridget R. Kulasekara。
他們描述了一種新的篩選方法，設計并確定了沙門氏菌獲取的環(huán)境因子，同時還調節(jié)了第二信使分子量。
第二分子是cyclic-di-GMP，在許多種類的細菌中能根據(jù)環(huán)境的變化做出反應，來控制細菌的運動以及生物膜的形成，然而，到目前為止，沙門氏菌中調節(jié)cyclic-di-GMP的特殊信號依然是一個未解之謎。
科研人員發(fā)現(xiàn)很多環(huán)境信號能夠調節(jié)沙門氏菌體內的cyclic-di-GMP，進而改變其表面生物膜的形成。
他們篩選信號以及細菌行為的過程中使用了很多的技術，包括對于cyclic-di-GMP進行設計的基因工程的生物傳感器。同時還使用了顯微鏡和流式細胞儀，流式細胞儀是用于檢測懸浮在液體中的細胞信號的基于激光的檢測設備。
科研人員說：我們所找到的zui感興趣的信號是L-精氨酸（L-arginine），是人體二十種必須氨基酸之一。科研人員繼續(xù)解釋道，沙門氏菌能夠對于非常低濃度的L-精氨酸做出反應，這個量對于使用營養(yǎng)來源來說實在是微乎其微。
科研人員認為，細菌能夠感知如此低濃度的L-精氨酸告訴我們，細菌存在著某種環(huán)境機制，可以促進細菌來迅速地適應環(huán)境。
科研人員說：今后的主要工作在于確定L-精氨酸所適用的環(huán)境類型，以及細菌針對L-精氨酸所做出的反應。
本研究除了提供了一個研究沙門氏菌如何感知周圍化學環(huán)境的新方法之外，科研人員還設計能用于其它種類細菌研究的方法，可以增加我們對于微生物感知方面的認識。
這一研究的應用場景可以包括對抗抗生素的耐藥性，以及改善農業(yè)和工業(yè)環(huán)境中的細菌生物污染等。