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對霍亂的研究增加了對細菌社會生活的理解

新罕布什尔州汉诺威 - 2019年8月9日 - 根据达特茅斯学院的最新研究,某些霍乱菌株可以根据环境条件改变其形状,以帮助其短期生存。

在该研究中,一些霍乱弧菌菌株在营养贫乏的环境中从小的逗号形細胞转变为长丝。这种改变細胞形状的策略支持细菌群落的生长,并允许病原体在具有快速更新的生长表面的环境中竞争。

根据该研究,细长細胞形状的形成允许快速形成与表面结合的细菌群落 - 称为生物膜 - 在湍流营养环境中是必不可少的。这些结构的代价是能够长期竞争由较小的細胞制成的生物膜,这些細胞更紧密地堆积在一起。

這一發現增加了對細菌如何適應環境的理解。

“细菌通常被认为是孤立的生物,但它们实际上是高度社会化的生物,喜欢生活在群体中,”达特茅斯生物学助理教授凯瑞纳德尔说。“这项研究表明,在观察现实环境时,我们可以通过新的方式将細胞结构与群体行为联系起来。”

当不在人类宿主体内时,霍乱弧菌在水生环境中生长在营养碎片上。这种被称为几丁质的碎片来自浮游生物和虾等节肢动物的贝壳。几丁质上的霍乱細胞生长通常以具有生物群的生物膜的形式发生。

在研究中,霍亂菌株在海水中生長,然後借助于熒光標記物使用3D顯微鏡觀察以使細菌可見。研究人員發現,改變的長絲纏繞在一起,提供了一種優勢,使細菌能夠快速定殖海水中富含營養的顆粒。

该研究指出,长丝状结构的形成是以较短的細胞所享有的长期竞争能力为代价的,这些細胞彼此之间和表面之间的粘附力更强。

“这对于細胞如何在环境中存活具有重要影响。它显示了细菌細胞形状如何与表面占据期间的环境成功,生物膜内的竞争以及向新的资源补丁分散,”Nadell说。

有許多霍亂菌株。由于研究中的細菌是在海水中生長的,因此研究並未直接導致人們更加了解霍亂在人體內的作用。

然而,發現細菌在表面形成群體的新方法可以幫助研究人員更多地了解細菌的作用和關聯方式。

“这种行为可能比我们目前在野外认识的更为普遍,細胞形状的变异,如动物身体计划的变异,可能是某些细菌生活在某些地方而不是其他地方的基本部分。”

鉴于微生物组对于健康,工业,农业和其他应用的重要性,预测微生物群落组成是现代微生物學和医学的主要前沿。

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