为何病菌有传染性？500代细菌实验表明：或源于在宿主细胞间的“流浪”生涯

自然界中，为了繁殖而侵入宿主细胞的细菌或病原体比比皆是。但它们是如何在漫长的进化中变得越来越适应宿主细胞、越来越具有传染性的呢?

维也纳大学微生物学和环境系统科学中心Matthias Horn领导的一个研究小组利用实验室实验，更好地了解了这些细菌如何随着时间的推移适应宿主细胞，并在特定条件下变得越来越具有传染性。

这是由于基因组和基因表达的改变，特别是控制细菌与宿主相互作用的基因和负责细菌代谢的基因。

这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

在维也纳大学微生物和环境系统科学中心的实验室里，在单细胞宿主体内经过14个月的进化后，观察到了所谓的“副衣原体”(Parachlamydia)。

副衣原体是在水或土壤中发现的环境衣原体的一个属。与它们的致病亲属相比，它们对人类没有传染性。

它们生活在单细胞生物体中，依赖于寄主的营养。因此，随着时间的推移，它们已经完善了入侵宿主细胞并在其中繁殖的机制。

副衣原体作为一个模型系统，被用于在实验室中研究宿主依赖细菌的适应性。

为此目的进行的进化实验涉及500代以上的细菌，相当于人类大约15000年的时间。

为了验证对感染性发展的理论预测，将细菌在两种不同的实验条件下保存在实验室。

试验中，一组细菌依靠频繁感染新的宿主细胞来生存。另一组则能够在同一宿主细胞内永久繁殖。

研究的第一作者Paul Herrera表示，研究结果表明，如果细菌能够留在一个宿主细胞内，并确保它们在宿主细胞分裂时继续生活在宿主的子细胞内，它们的感染性就不会改变。

然而，当细菌为了生存必须从一个宿主细胞转移到另一个宿主细胞时，它们的传染性就会越来越强。

研究人员检查了细菌在进化过程开始时的基因，并将它们与经过500代进化后的基因进行了比较。他们发现两组细菌的基因在1161个位点上有显著差异。

然而，仅凭这种遗传信息还不足以解释传染性的差异。

只有后续分析的基因表达——即传染期间使用过的几乎2500个基因——显示，这些必须在宿主细胞之间切换的感染性细菌的基因表达发生了变化，这些基因对感染机制和某些代谢途径至关重要，而这些代谢途径对在宿主细胞外生存至关重要。

“在宿主依赖性细菌的感染性发展过程中，传播途径起着至关重要的作用。所观察到的传染性增加是基于各种遗传差异和基因表达的主要变化。这些修饰导致宿主细胞变得更容易感染，并给细菌更好的机会在宿主细胞外生存。”Matthias Horn总结道。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源：

https://www.news-medical.net/news/20200818/Study-shows-how-bacteria-become-increasingly-infectious-under-certain-conditions.aspx