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首發現細菌可在缺乏營養環境進入「喪屍」模式 助研抗藥性問題

2019/2/25 — 15:20

圖片素材來源:《biohazard 2 remake》

圖片素材來源:《biohazard 2 remake》

某些動物會於冬季糧食不足時,進入冬眠狀態等待春天回暖時甦醒。最新刊於《自然:通訊》的研究則首度發現,非致病、廣泛存在於土壤,亦可存在於人體腸道的枯草桿菌 (Bacillus subtilise) 在缺乏營養環境進入如「喪屍」的貧養生長 (oligotrophic growth) 模式,絕大部份正常運作都被關閉,僅餘部份細胞分裂與生長仍以極慢速度維持。

這種從未見過的細菌生存策略,由阿姆斯特丹大學生命科學學院教授 Leendert Hamoen 領導的團隊發現。團隊所用的是無法形成内生孢子 (endospores) 的一類枯草桿菌。内生孢子是細菌常用的保護層,當被包裹時,細菌就會進入休止狀態 (dormant state) ,所有活動與生長都會停止。

不過,團隊的研究卻發現枯草桿菌活動會於惡劣、缺乏營養的環境下減慢至極低水平,生長亦比正常慢上百倍,並由桿條狀變成近似球體,直至環境變得較為有利生存時才會回復正常,期間枯草桿菌無製造内生孢子

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Credit: Cray, D.A. & et al. (2019).

Credit: Cray, D.A. & et al. (2019).

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團隊指細菌製造内生孢子需要大量能量,即使捱過最惡劣環境後,很多時候牠們也無法變回正常狀態,相反在這種新發現的貧養生長下,細菌即使受抗生素影響,仍較易回復正常狀態。

醫學界正在與時間競賽,尋找新型抗生素對付抗藥惡菌,而是次研究將有助學界處理問題。不過,現時仍未清楚細菌如何及為何使用這種貧養生長狀態,未來需要更詳細深入的研究。

另一個挑戰是,這種狀態會否於其他細菌出現。 Hamoen 指,如果有更多細菌被發現可類似狀態,或可能知道細菌如何避過被抗生素殺死的機制。

來源:
Science Alert, For The First Time, Bacteria Seen Entering Strange 'Zombie' Mode to Survive Starvation, 24 February 2019

報告:
Gray, D.A., Dugar, G., Gamba, P. & et al. (2019). Extreme slow growth as alternative strategy to survive deep starvation in bacteria. Nature Communications volume 10, Article number: 890. doi: 10.1038/s41467-019-08719-8

文/Alan Chiu 、審核/

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