科学家解开了捕食性细菌如何辨认猎物的谜团
根据最新研究，几十年来困扰着人们的天然抗菌捕食性细菌如何辨认并杀死其他细菌的谜团可能已经解决了。
在今天（1月4日）发表在《自然微生物学》杂志上的一项研究中，来自诺丁汉大学和伯明翰大学的研究人员发现了天然抗菌捕食性细菌Bdellovibrio bacterivorous如何在其表面产生纤维状蛋白，以陷阱猎物。
这一发现可能使科学家能够利用这些捕食者来针对和杀死在医疗保健、食物腐败和环境方面造成问题的细菌。
该研究得到了威康信托基金会科学奖（209437/Z/17/Z）的资助。
伯明翰大学结构生物学教授安德鲁·洛弗林表示：“自上世纪60年代以来，人们就知道Bdellovibrio bacterivorous通过进入目标细胞并从内部吃掉它们，然后才爆裂出来来猎杀其他细菌。困扰科学家的问题是‘这些细胞如何在我们知道它们的细菌目标多种多样的情况下建立牢固的附着呢？’”
洛弗林教授和诺丁汉大学生命科学学院的丽兹·索克特教授在这个领域合作了近15年。突破性的发现是由诺丁汉大学生命科学学院的本科生山姆·格林伍德和博士生阿斯玛·阿尔-巴亚蒂在索克特实验室发现的，他们发现Bdellovibrio捕食者在入侵猎物时会形成一个坚固的囊泡（捕食者细胞包膜的“切割”部分）。
索克特教授解释说：“这个囊泡形成了一种气闸或钥匙孔，允许Bdellovibrio进入猎物细胞。我们随后能够从死去的猎物中分离出这个囊泡，这在这个领域是首次。分析囊泡揭示了在捕食者/猎物接触之前的工具。我们将其视为锁匠留下的锁匙或钥匙，作为证据，在钥匙孔中。
通过查看囊泡内部物质，我们发现，因为Bdellovibrio不知道它将会遇到哪种细菌，它在表面部署了一系列相似的猎物识别分子，创造了许多不同的“钥匙”来“解锁”许多不同类型的猎物。”
研究人员随后对这些分子进行单独分析，表明它们形成了长纤维，长度约是普通球状蛋白的十倍。这使它们能够以一定距离“感知”周围的猎物。
总共，实验室统计了21种不同的纤维。研究人员西蒙·考尔顿博士、卡瑞·兰伯特博士和杰斯·泰森博士研究了它们在细胞和分子层面的操作方式。他们得到了保罗·拉德福德和罗布·蒂尔的纤维基因工程支持。团队随后开始尝试将特定的纤维与特定的猎物表面分子联系起来。找出哪种纤维与哪种猎物匹配，可能使工程化方法得以实现，定制捕食者瞄准不同类型的细菌。
洛弗林教授继续道：“因为我们研究的这种捕食性细菌来源于土壤，它的杀伤范围很广，这使得发现这些纤维和猎物匹配对尤为困难。然而，在尝试了五次寻找配对伙伴之后，我们发现了猎物细菌外部的一种化学特征与纤维尖端非常契合。这是第一次将Bdellovibrio的特征与猎物选择匹配起来。”
该领域的科学家现在可以利用这些发现来研究不同捕食者使用的纤维组合，并可能将其归因于特定的猎物。加深对这些捕食性细菌的理解，有望将它们作为抗生素使用，以杀灭分解食物的细菌，或者对环境有害的细菌进行打击。
洛弗林教授总结道：“我们知道这些细菌可能是有益的，通过充分理解它们是如何运作并找到猎物的，这打开了新的发现和可能性的世界。””
