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细菌依赖于经典的商业模式

2019-02-20 10:43:53 • 来源：

引起肺炎的病原体铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)已经开发出一种双轨策略来定殖宿主。它产生两种细胞类型 - 运动的吊具和有毒的贴纸。巴塞尔大学生物中心的研究人员现在已经阐明了胚芽如何在几秒钟内附着在组织上，并且像商业模式一样连续传播：沉淀 - 生长 - 扩张。该研究已发表在Cell Host&Microbe上。

细菌依赖于经典的商业模式

细菌铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是医院中最常见和最危险的病原体之一，导致患者严重感染，如伤口感染，肺炎和脑膜炎。在感染的第一阶段，病原体需要附着到宿主组织，但同时要扩散

到远处。在感染的后期阶段，病原体需要重新调整其行为以永久地定殖宿主并隐藏其免疫系统，例如，通过形成保护性生物膜。

从扩散到粘附细胞

铜绿假单胞菌成功的关键是其完善的定植策略。“在每次分裂期间，病原体会产生两种不同的细胞类型，一种攻击性贴纸和一种活动的吊具，”巴塞尔大学Biozentrum研究组负责人Urs Jenal教授解释说

。“这两种细胞类型之间的平衡对于病原体至关重要，以便成功地停留在组织上并迅速传播。”

在感染的初始阶段，撒布器通过称为鞭毛的旋转细胞螺旋桨主动地朝向宿主的组织表面移动。研究人员现已发现鞭毛也可作为机械传感器。“当鞭毛遇到表面时，细菌通过产生粘性突起迅速响应，将细菌

牢固地固定在组织上，”Jenal说。“我们对这种情况发生的速度感到非常惊讶。在几秒钟内，细菌就会改变它们的程序以保持表面。” 触觉刺激触发细菌信号分子cyclic-di-GMP的产生，其反过来引发

细胞突起的形成。

从坚持传播细胞

此外，研究人员已经能够证明，在分裂时，表面附着的细菌产生两种不同的后代：一个子细胞仍然是可以破坏下面的宿主组织的贴纸，另一个成为散布到远处遗址的吊具。该过程也称为不对称细胞分裂。

“这是由于分裂母细胞中cycl-di-GMP的不对称分布，”第一作者BenoîtLaventie解释道。虽然具有高环二-GMP水平的子细胞保持附着于着陆位点，但具有低环二-GMP浓度的细胞离开表面以定居远处位点

。因此，铜绿假单胞菌利用一种简单的商业模式：首先建立，然后发展，最后扩展。

一个聪明的策略：征服和隐藏

然而，铜绿假单胞菌的机会窗口有限。在几次不对称分裂后，细菌恢复到对称分裂，产生仅有毒性表面附着的后代，从而以指数方式增加当地的种群数量。病原体改变了它的策略，目标是在宿主中长期建

立并逃离宿主的防御系统。

Jenal实验室的研究人员推测，这种定植策略具有普遍性，可以在各种细菌中找到，这些细菌可以有效地定殖不同的表面

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