发布时间:2013-08-06 10:29 原文链接: 病毒也能对抗细菌入侵?

  细菌既可以是朋友,也可以是敌人:一方面,细菌可以引起感染,导致疾病;另一方面,细菌也有助于我们减肥,甚至可以对抗痤疮。目前,一项新研究显示,病毒也拥有两面性:研究人员首次证明,病毒有助于我们的身体对抗细菌的入侵。

  对于入侵的细菌来说,我们最重要的防线就是粘液。这种粘滑的物质覆盖在口腔、鼻腔和消化道中形成一道屏障。

  “粘液是一种绝妙而复杂的物质。”这项新研究的主持人、美国加州圣迭戈州立大学的微生物学家杰里米•巴尔说。粘液如胶一般的粘度是由粘液素造成的,而粘液素是瓶刷状的大型分子,这种分子由糖链包围的蛋白质骨架构成。在粘液素之间,是营养成分和化学成分构成的汤液,这种汤液可以使细菌保持在相对较近的距离,但是不会使其距离太近。像细菌这样的微生物生活在粘液表层附近,而在粘液的底部、产生粘液的细胞附近,几乎是无菌的。

  粘液也是噬菌体所在之处。噬菌体是可以感染细菌并杀死细菌的病毒。只要有细菌存在的地方,就有噬菌体存在。但是,巴尔及同事注意到:跟几毫米之外的无粘液区相比,粘液中存在更多的噬菌体。例如,在人类牙龈周围的唾液中,每个细菌细胞大约有5个噬菌体,而在牙龈本身的粘膜表面上噬菌体和细菌的数量之比接近40∶1。“这就引发了一个问题,”巴尔说,“这些噬菌体在做什么?它们对宿主是否具有保护作用呢?”

  为了找出问题的答案,巴尔及同事在实验室里培育了人类的肺组织。肺是人体器官表面有粘液保护的器官之一,但是研究人员还培育了一种肺细胞,去除了其制造粘液的能力。当一夜之间感染了大肠杆菌之后,每一种培育的肺细胞中都有大约半数死亡掉;粘液对于肺细胞的存活没有影响。但是,当研究人员往培养皿中加入一种攻击大肠杆菌的噬菌体之后,产生粘液的肺细胞存活率猛涨。巴尔称,这种差别证明,噬菌体可以杀死有害细菌;但是,尚不清楚噬菌体对有益菌是有帮助还是有危害,这也许取决于出现的是哪一种噬菌体。

  在一系列相关的实验中,研究小组发现这些噬菌体表面分布着犹如抗体一般的分子,这些分子吸附在粘液素的糖链上。不久前,研究小组在《美国国家科学院院刊》在线版上报道说:这样可以使噬菌体处于粘液中,通过粘液可以接近细菌;这表明,这种病毒与产生粘液的组织之间已经相互适应,和谐并存了。

  在该研究中,研究人员选择了一种特定的噬菌体和一种特定的细菌。但是,情况有可能是这样的:动物宿主选择某些具体的噬菌体来控制某些具体种类的细菌。巴尔称,下一步就是要研究这种共生关系在所有种类的真实粘膜表面上是如何运行的;在真实粘膜表面上,许多不同种类的噬菌体和细菌都是相互作用的。

  粘液覆盖的组织表面不仅仅是人类体内特有的,这种粘液普遍存在于整个动物王国中。例如,粘液保护着鱼类、蠕虫和珊瑚的全身。具有保护作用的噬菌体好像也是同样普遍存在的:巴尔及同事在所采集的每个物种中都发现了浓密的噬菌体种群。“这是一种新奇的免疫系统,我们认为这种免疫系统存在于所有的粘膜表面,而且这些是表明噬菌体和动物宿主之间具有直接共生关系的首批例证之一。”巴尔说。

  巴尔认为,这项研究工作使我们不得不重新估价噬菌体的作用,有望使人们思考噬菌体做了什么,该如何利用噬菌体来帮助我们对抗疾病。

相关文章

人造细菌进化能力超越自然

据5日发表在《自然》杂志上的一项研究,美国印第安纳大学和克雷格·文特尔研究所领导的一个团队从支原体细菌中创造了一种最简单细胞,它只包含493个基因,是已知所有自由生命体中最小的基因组。这些细胞能够进化......

香港理大发现两种治疗超级细菌新方案具良好疗效

中新社香港6月20日电香港理工大学(理大)20日召开记者会公布,理大研究发现两种治疗超级细菌“肺炎克雷伯菌”的新方案,显示出良好疗效和临床应用潜力。由理大微生物学讲座教授、化学生物学及药物研发国家重点......

新研究开发出超精准内毒素分离材料

近日,中国科学院大连化学物理研究所生物技术研究部生物分离与界面分子机制研究组(1824组)卿光焱研究员团队开发了一种超精准内毒素分离材料。该团队通过“量体裁衣”的材料设计理念,提出了一种基于噬菌体展示......

大堡礁珊瑚中发现的人类衣原体表亲为解决白化带来希望

调查澳大利亚大堡礁的珊瑚微生物组的研究人员发现了两个共存的细菌群落。而且,他们首次发现,其中一个是导致人类衣原体的细菌的近亲。这一发现提供了关于珊瑚礁健康的更多信息,并可能有助于解决珊瑚白化的问题。大......

基于SHERLOCK的基因工具快速而全面地口腔细菌

由于一种使用SHERLOCK(CRISPR的进化版)检测唾液中细菌的新型工具,这在未来可能可以帮助人们在检查后很快带着关于口腔健康的更全面信息离开牙医。这种精确的工具比现有的方法要快得多,并可能导致口......

长久以来的谜团有了答案:休眠细菌是如何复活的

惰性的、沉睡的细菌--或称孢子--可以在没有营养物质的情况下存活数年,甚至数百年,抵御热量、紫外线辐射、抗生素和其他苛刻的化学物质。孢子如何恢复生命一直是一个长达一个世纪的谜。新的研究确定了感应蛋白是......

工程细菌为应对气候变化提供了一个强大的新途径

研究人员在细菌中发现了一种新的途径,有可能使各种行业脱碳。这一突破可以大大减少燃料、药物和化学品生产过程中产生的温室气体的排放。劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校之间的合作研究工作已经催生了能......

饥饿的细菌才捣乱

根据亚当-罗森塔尔博士的研究结果,细菌群落中基因相同的细胞表现出不同的功能。这意味着该群体的某些成员表现出更多的被动行为,而其他成员则产生使我们感到不舒服的毒素。荧光显微镜图像显示,在一个基因相同的群......

植物病原体的生命之树

一个开创性的植物病原体在线资源已经被开发出来,旨在帮助全世界的研究人员识别、检测和监测嗜酸菌的种类。这些病原体引起了各种植物疾病,从19世纪40年代灾难性的爱尔兰土豆饥荒到正在影响西海岸橡树的橡树猝死......

云中的耐抗生素细菌......

虽然耐抗生素的细菌在不断增加,但你可能认为这些潜在的致命细菌主要是在人和其他动物聚集的地方发现的:即地球表面。但是来自加拿大和法国的研究人员在一个更人注目的地方发现了它们。根据美国疾病控制和预防中心的......