科学家发现，细菌拥有「记忆」，可以传给后代子孙

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宇宙万事万物都是创世主的造化，大到苍穹，小到肉眼看不到的细菌。

一项由美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）主导的国际研究发现，细菌虽然没有中枢神经系统或任何神经元，但却能有「记忆」，可以将与知觉有关的知识传给下一代，这让无神论的科学家感到相当惊讶。

在这项研究中，由多国科学家组成的研究团队针对绿脓杆菌（Pseudomonas aeruginosa）进行研究。这种细菌会在囊胞性纤维症病患的气道中形成生物膜，并引发持续性的感染，可能会导致死亡。而细菌生物膜也可能在透过手术植入的装置上形成，例如人工髋关节，进而使手术失败。

细菌感染微观现实图

细菌生物膜由基因上相同的细菌细胞所组成，它们几乎可以繁殖到任何表面，而单一细胞之间会组织和互助，形成一个群体。而形成生物膜的第一步就是细菌必须感受到表面，并发展出附着其上的能力。

在本研究中，研究人员首次追踪个别细胞的整个世系的行为，而且发现后代记得其祖先留下来的表面感知信号。

◎ 细菌也对话 科学家发现新的细菌「语言」

细菌通过化学过程沟通。 医学家们发现，在自然界中，细菌并不独居，而是和其它细菌形成群体生活。它们通过化学过程相互沟通，不仅能感应到其它细菌群体的存在，甚至彼此能建立合作网络。慕尼黑大学的研究人员对一种以前未知的细菌通信方式首次做出了解释，研究结果对医药研究有积极的推动。

慕尼黑大学的微生物学家黑尔曼（Ralf Heermann）博士和法兰克福歌德大学波德（Helge Bode）教授合作，发现了一种以前未知的细菌通讯「语言」。

不同的细菌有不同的沟通方式。到目前为止得到较深入研究的细菌通信系统是使用N-酰基高丝氨酸内酯（N-acylhomoserine lactones）类信号分子。这些信号分子由鲁西族合酶（LuxI-family synthases）组中的酶产生。发送信息的细菌细胞分泌出信号，相邻细胞通过LuxR蛋白型受体识别浓度，信号感知功能使接收细胞改变基因表达模式，这导致细胞的功能特性或行为发生改变。但是，很多细菌具有LuxR蛋白受体但缺乏鲁西蛋白受体，因此，不能产生信号分子。这些受体被称为LuxR蛋白独体。

◎ 科学家研究如何对抗致病细菌

黑尔曼和波德现在已经发现一种能够结合LuxR蛋白独体的配体。他们选择发光杆菌（Photorhabdus luminescens）作为研究模型系统，这是一种对昆虫致命的致病细菌。

科学家透过对绿脓杆菌的研究发现，细菌拥有「记忆」，可以传给后代子孙。图为昆虫病原菌

波德说，「我们已经发现了一种新的细菌信号分子，由一种前所未知的生化途径产生。」事实证明，这种细菌的LuxR蛋白独体响应称为α-比喃酮的化合物，特别是对照片比喃酮（photopyrones）作出响应。此外，研究人员已经识别出合成照片比喃酮的催化物比喃酮合酶（PpyS）。比喃酮信令系统使细菌相互感应，从而产生导致细胞聚集的表面因子。黑尔曼和波德认为集体行为使得细菌细胞得以对抗昆虫的先天免疫系统，并允许它们生产各种毒素杀死昆虫。黑尔曼说，「发光杆菌是一个非常有用的有机物模型，因为它与许多人类病原体有关，包括肠出血性大肠杆菌（EHEC）和鼠疫菌。」

新的研究结果引起医学界的极大兴趣，因为细菌病原体的通信系统对开发抗菌药物提供了方向。干扰细菌「聊天」的药剂可以抑制毒素的产生或防止生物膜的形成，这些药物只防止病原性状的表达，而不是像抗生素一样杀死细菌，抗药物性的危险将被极大地削弱。

黑尔曼说：「我们的研究结果表明，细菌之间的沟通比以前想像的要复杂得多。」研究结果发表在《自然化学生物学（Nature Chemical Biology）》杂志上。


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