研究人员惊讶地发现细菌蛋白可引发无性生物发生性行为
导语：科学家发现一种细菌分泌的蛋白质可以令无性繁殖的领鞭毛虫交配
关键词：细菌蛋白
图片来源： Getty
研究人员偶然发现了一种令人惊讶的能对单细胞有机体起作用的春药：一种由细菌分泌的蛋白质。他们表示这是首次发现细菌能够控制真核生物（真菌、植物和动物）的性行为。
该研究中的有机体属于领鞭毛虫类：这是一种现存的与动物亲缘关系最近的精子状单细胞生物。生物学家通过研究它们，来了解单细胞生物是如何进化成为最早的多细胞动物的。
领鞭毛虫通常为无性繁殖。直到最近，科学家们才设法通过禁食来诱使它们进行了交配。
一个由加利福尼亚大学伯克利分校的微生物学家Nicole King领导的团队，在研究特定细菌信号是如何诱导领鞭毛虫Salpingoeca Rosetta无性分裂时发现了一件令人惊讶的事情：在群落中添加一种名为Vibrio fischeri的海洋细菌后， S. rosetta领鞭毛虫陷入了交配狂热中并继而进行有性生殖。
“这是完全没有预料到的，”来自位于马萨诸塞州波士顿的哈佛医学院的生物化学家和该研究报告的合著者Jon Clardy说，“说实话，我们用V. fischeri作为控制量就是因为我们知道它不会引发多细胞行为。”该研究结果于8月31日发表在了《Cell》（细胞）杂志上。
蛋白质增殖
进一步的实验显示，是细菌分泌的一种被研究人员称之为EroS（古希腊爱神）的蛋白质引起了上述群体行为。在复制和重组DNA，产下不同基因的后代前，领鞭毛虫会聚集为一组35只以上并开始融合。
“这是我第一次看到细菌引导真核细胞生物交配，”德克萨斯大学达拉斯西南医学中心的微生物学家Vanessa Sperandio说。Sperandio指出，细菌对多细胞动物行为的影响也许比我们了解的多得多。当发现一条新的信号通路时，她说，其他有机体群落里也可能会有类似的发现。
“依靠细菌来诱导交配是很奇怪的。”英国剑桥大学的细胞生物学家Nick Brown说，在今后的工作中他希望知道，领鞭毛虫是否能够，并且如果能，又是如何触发自身性行为的。
目前研究人员认为他们观察到的机制可能是S. rosetta在野外常用的繁殖方式。因为这种领鞭毛虫和V. fisheri生活在相同的沿海栖息地，而细菌春药在自然中的浓度可能导致领鞭毛虫大量聚集，从而增加了使两个细胞聚集在一起进行有性繁殖的可能性。
该研究报告的作者，加利福尼亚大学伯克利分校的Arielle Woznica表示，领鞭毛虫或许已经学会了将V. fisheri作为环境条件足以触发有性繁殖的一个指标。
交配机制
细菌控制领鞭毛虫性行为的机制尚未明确。但是研究人员已经有了一些关于蛋白质如何诱导交配的理论。EroS是一种可以切割S. rosetta细胞外基质中一种化合物的酶，细胞外基质是细胞周围结构分子的集合。该目标化合物，也被称为硫酸软骨素，是由糖分子组成的。所以作者认为很可能V. fisheri分泌EroS以分解该分子为食。
Clardy表示，分解细胞外基质可物理“软化”细胞，从而使两只领鞭毛虫可以融合。King正在研究另一种可能：她认为硫酸软骨素可能是一种只有在被EroS切割时才活跃的信号分子。
这一发现是越来越多“跨种族信号传递”的例子之一，即一群有机体从另一种中提取信息的过程。夏威夷大学马诺阿分校的微生物学家Rosie Alegado说，这表明还有大量有关化学生态学的知识有待我们去发现。被认为是无性生殖的其他微生物如果暴露在适当的条件下也有可能进行有性生殖。
本文经许可转载，并于2017年9月6日首次发表。
（翻译：马一瑗 审校：海带丝）
京公网安备11010502039775号
