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细菌生态群落以抗生素谱和拮抗性为单位行社会性聚集

发布者:鑫达医学翻译 发布时间:2012-09-11 8:50:52 阅读:

Science 杂志,第337卷总第6099期2012年9月7日: 1228-1231.
DOI: 10.1126/science.1219385
链接:http://www.sciencemag.org/content/337/6099/1228.abstract

题目:细菌生态群落以抗生素谱和拮抗性为单位行社会性聚集

概述

动植物社会化结构的存在可降低群体间的冲突及群体攻击倾向。目前,尚未确定野生菌群是否也存在这种社会化群体结构。9月7日《科学》杂志刊发的一篇研究表明,环境细菌群体存在密切关联的社会化单元,不同生态群落间存在拮抗,而群落内部不存在拮抗。弧菌科(Vibrionaceae)是一类生存于淡水或者盐水环境中的细菌,可与多种深海动物共生。研究人员对海洋分离的弧菌科(Vibrionaceae)细菌存在的35,000种互作关系进行筛选研究,基因簇分析表明,产生抗生素和具拮抗能力的菌落聚集在一起形成群落。而且介导这种关系的主要物质为为生化小分子类(96%)。遗传分析与分子生物学实验发现,少数基因型产生多种广谱抗生素,而其他基因型对这些抗生素都具有抗性,这表明它们内部存在着合作效应;研究者对三个弧菌科种的91个株系进行分析,发现群落两两之间均存在拮抗关系,表明群落之间存在竞争。此研究让人们认识到,自然界中的抗生素可能激发群落间的竞争,而不仅仅是细菌个体抗药性产生。
这项研究改变了人们对微生物包括病原微生物抗药性机理的认识,对药物研发和临床应用有着革新性的指导意义。

点评:
微生物群体间存在群体效应(Quorum Sensing):细菌群体间并不是孤立存在的,而是通过一定的信号分子(细菌代谢过程中所产生的小分子物质)进行“通信”。本研究从药理学角度充实了群体效应概念,也为药物研发及临床应用带来了新的思路。

Ecological Populations of Bacteria Act as Socially Cohesive Units of Antibiotic Production and Resistance

ABSTRACT
In animals and plants, social structure can reduce conflict within populations and bias aggression toward competing populations; however, for bacteria in the wild it remains unknown whether such population-level organization exists. Here, we show that environmental bacteria are organized into socially cohesive units in which antagonism occurs between rather than within ecologically defined populations. By screening approximately 35,000 possible mutual interactions among Vibrionaceae isolates from the ocean, we show that genotypic clusters known to have cohesive habitat association also act as units in terms of antibiotic production and resistance. Genetic analyses show that within populations, broad-range antibiotics are produced by few genotypes, whereas all others are resistant, suggesting cooperation between conspecifics. Natural antibiotics may thus mediate competition between populations rather than solely increase the success of individuals.
 


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