新的研究表明，在自然環境中（非實驗室條件下）細菌可以通過演化產生對噬菌體感染的抵抗力。
來自Exeter大學的研究者們調查了為什么銅綠假單胞菌在實驗室和自然界中會以不同的方式產生對噬菌體的抗性。在實驗室中，細菌的突變往往會導致噬菌體感染所依賴的附著受體的缺陷。而在自然環境中，細菌傾向于使用被稱為CRISPR-Cas的免疫機制產生抵抗力。
雖然該研究仍舊是在實驗室中進行的，但是通過將銅綠假單胞菌與其它類型的細菌混合培養用以模擬“自然條件"，研究人員表明，這種額外的“生物復雜性"有助于平衡基于CRISPR的噬菌體耐受性。
研究者們發現，與失去噬菌體受體的進化不同，這種基于CRISPR的噬菌體抗性不會降低細菌的毒力。
“當我們引入生物多樣性時，細菌更偏向于基于CRISPR的進化，"該研究的主要作者Ellinor Alseth說：“在自然的環境中，失去表面受體（噬菌體所附著的）是有代價的，因為該分子對于細菌本身可能還具有其它功能。如果喪失這種表面受體，那么與其他種類的細菌相比，突變菌的競爭力將會變低，從而不適于生存。因此，在更復雜的，更'自然'的環境中，基于CRISPR的抗性受到細菌的青睞。"
“通過CRISPR進化途徑，細菌可以保持其毒性水平"。通過觀察細菌對蛾幼蟲（Galleria mellonella）的作用，作者證實了這一觀點，研究人員認為，這種作用會對人類產生類似的效果。目前銅綠假單胞菌在包括醫院在內的各種不同環境中都能繁衍生息。它經常在囊性纖維化患者的肺部定植，這也是上述患者發病和死亡的主要原因。
研究結果表明，細菌-噬菌體相互作用的進化結果可以從根本上改變微生物群落的環境。傳統上，這種相互作用是孤立地研究的，但是研究人員認為，其他微生物的復雜混合物的存在可能對“傳染病的進化流行病學具有關鍵意義"。
資訊出處：Evolving alongside other bacteria keeps hospital bug potent
原始出處：Ellinor O. Alseth, Elizabeth Pursey, Adela M. Luján, Isobel McLeod, Clare Rollie & Edze R. Westra. Bacterial biodiversity drives the evolution of CRISPR-based phage resistance. Nature, 2019 DOI: 10.1038/s41586-019-1662-9
更新時間：2021-08-02
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