来自城市池塘的病毒基因拯救细菌

进化生物学中的一个关键问题是新功能是如何产生的。瑞典乌普萨拉大学的一项新研究表明，噬菌体(感染细菌的病毒)可以通过揭示其细菌宿主中隐藏的潜力来促进新功能。

噬菌体是地球上最多的生物。每天，它们都会感染并杀死世界海洋中15%至30%的细菌。在Nature Ecology&Evolution发表的一项新研究中，研究人员研究了噬菌体，而不是杀死细菌，如何传播有助于细菌大肠杆菌(E. coli)存活的基因。

研究人员和主要作者JonJerlström-Hultqvist说：“我们发现了一种新的，意想不到的机制，来自噬菌体的基因使细菌能够利用其隐藏的潜力并建立新的功能。”

首先，科学家们从细菌中去除了一种必需基因(ilvA)。然后，他们研究了噬菌体基因(从乌普萨拉中部的Svandammen，“Swan Pond”分离)是否可以拯救细菌。研究人员确定了一组编码酶的新基因：S-腺苷甲硫氨酸(SAM)水解酶。这些酶分解SAM，并因此促进氨基酸甲硫氨酸(SAM的前体)的生物合成。甲硫氨酸生物合成所需的酶之一具有副反应，使得大肠杆菌细菌能够补偿必需的ilvA基因的缺失。

这项研究表明，要了解细菌是如何起作用的，通常在细菌中发现的功能并不是唯一需要调查的功能。细菌细胞的隐藏潜力可以在其代谢状态改变时表现出来，例如在噬菌体感染中。该研究负责人Dan I. Andersson教授表示，

“这项研究的新功能是这些噬菌体酶能够分解细菌的重要细胞成分(SAM)。当这种成分分解时，细菌细胞会重新调节其新陈代谢，并且可以获得新功能。此外，了解细菌隐藏的潜力及其是否会影响抗生素耐药性及其致病性的发展非常重要，“研究负责人安德森教授说。

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