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细菌的团队合作使得其生存

研究人员发现,两株大肠杆菌,每一种产生一种耐药抗生素,能够在两种药物都存在的环境中互相保护。

细菌的团队合作使得其生存

麻省理工学院(MIT)的一项新的研究发现细菌分别都产生一种耐药性抗生素,可以在两种耐药环境中互相保护。

结果表明,不同物种的共生,受益于他们的相互作用,可以帮助细菌形成耐药性团体。这是第一个在微生物中共生的交叉保护实验,这一现象在大型的动物中更常见。

研究人员研究的两个大肠杆菌菌株,一个抗氨苄青霉素,另一个抗氯霉素。这些细菌和许多其它细菌通过产生酶的抗生素分解抗生素来保护自己。另一作用为,保护那些不产生酶的细胞,通过除去环境中的抗生素。

Jeff Gore 表示“任何时候当你降解抗生素时,都有可能产生交叉保护”。MIT研究组发现,事实上,这两种菌株都可以生存在有两种抗生素的环境中,即使每个菌株都只对其中一种药物耐药。这种情况再自然界中也有发现,特别是在许多细菌菌株生活的土壤里。

“它们每个产生不同的毒素并且每个对不同的毒素有耐药性”。“微生物产生的很多抗生素是作为竞争的一部分,在土壤中微生物界中发生。”作者同时发现,随着时间的推移连个菌株之间会有种群振荡。种群振荡在捕食者-猎物的关系中十分常见但很少出现在互生作用中,例如本研究中的交叉保护。

在试验中,研究者每天稀释细菌数量的1%转移到一个新的测试管,并加入新的抗生素。他们发现,当细菌总数量保持相同时,每个菌株的相对百分比中有很大的振荡, 在三天周期中接百分比1000%

当抗生素浓度较低时,细菌种群可以在这个振荡模式下无限期生存,但在较高的药物浓度下,种群震荡就会发生,最终导致崩溃。

Gore实验室现在在研究肠道蠕虫C. elegans的互利共生细菌生活。研究人员同时也在研究如何将这些类型的种群振荡可以同步在更大的地理区域和人口迁移影响上。