宾夕法尼亚州立大学的研究人员的揭示了使不同细菌菌株之间的竞争关系，并在夏威夷短尾鱿鱼中建立共生的分子机制，它们发现了“克敌制胜”的关键基因调控机制。该研究在线发表在《细菌学杂志》（Journal of Bacteriology）上，使我们对确定宿主微生物组的组成有了更深入的了解，并且可能适用于人类中更复杂的微生物组。
夏威夷短尾鱿鱼
研究团队负责人蒂姆·宫代郎（Tim Miyashiro）说：“我们试图了解细菌在动物与微生物共生的情况下如何相互作用，有了许多这样的共生体，宿主组织的表面就变成了一个小型的生态系统，不同物种和细菌菌株细胞相互作用并争夺资源。我们知道其中一些细菌菌株具有攻击和杀死其他菌株的能力，但我们不知道这种机制是如何通过基因来进行调控的。”
当夏威夷短尾鱿鱼孵化时，周围环境中的发光细菌开始在鱿鱼的轻器官中的微小隐窝中繁殖。细菌在隐窝内找到庇护所和营养丰富的环境，在那里它们会发出蓝色幽光，研究人员认为这有助于迷惑下方的捕食者---夜行鱿鱼。一些细菌菌株，如费氏弧菌，采用称为VI型分泌系统（T6SS）的针状机制，将毒素注入并杀死附近的细菌细胞。使用T6SS的菌株会杀死隐窝中的易感细菌菌株，而没有T6SS的菌株会与其他菌株共存。
论文的第一作者克尔斯滕·R·古克斯（Kirsten R. Guckes）说：“在许多不同的细菌中都发现了VI型系统，最初认为它主要与病原细菌的致病性有关。例如，霍乱弧菌（Vibrio cholerae）。但是，现在知道，有益菌（如费氏弧菌（V. fischeri））也使用T6SS系统杀死其他细菌。由于T6SS在能量消耗方面对于细菌来说是“昂贵的”，并且这样做可能会干扰细菌的繁衍和生物发光的能力，因此了解系统的组成以及如何调控，将有助于我们解释宿主与共生体的关系，以及导致共生的重要因素。”
T6SS的关键结构成分是Hcp，由两个功能冗余的基因编码。研究小组表明，Hcp的表达取决于两个因素：σ替代因子σ54和细菌增强子结合蛋白VasH。此外，研究还表明，细菌杀死其他细胞所必需的VasH调节宿主内Hcp的表达，这表明在共生过程中T6SS的表达受到调节。
既往研究表明，宿主的生存环境可以激活VI型系统，表明该系统已被整合到细菌与鱿鱼共生时的发育程序。因此，无论是否存在其他竞争细菌，该系统似乎对于共生的建立都很重要。此外，还可以将这种相对简单的宿主-共生关系进行深入研究，将共性的知识内容应用到更复杂的微生物组中，例如在人类的肠道和皮肤上发现的微生物组。
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