揭开微生物暗物质的秘密：神秘的棒状杆菌世界

揭开微生物暗物质的秘密：神秘的棒状杆菌世界扫描电子显微照片显示，紫色的小棒状杆菌细胞生长在大得多的细胞表面。西雅图华大医学中心约瑟夫-穆格斯（JosephMougous）实验室领导的新研究揭示了它们的生命周期、基因，以及它们不同寻常的生活方式背后的一些分子机制。这些附生细菌是Southlakiaepibionticum。图片来源：YaxiWang、WaiPangChan和ScottBraswell/华盛顿大学研究人员能在实验室培养的少数几种棒状杆菌寄生在另一种更大的宿主微生物的细胞表面。一般来说，棒状杆菌缺乏制造许多生命必需分子所需的基因，如构成蛋白质的氨基酸、形成膜的脂肪酸和DNA中的核苷酸。研究人员由此推测，许多无脊椎动物依靠其他细菌生长。在最近发表于《细胞》（Cell）的一项研究中，研究人员首次揭示了不同寻常的棒状杆菌生活方式背后的分子机制。这一突破得益于对这些细菌进行基因操纵的方法的发现，这一进展为可能的新研究方向开辟了一片天地。西雅图系统生物学研究所的尼廷-S-巴利加（NitinS.Baliga）说："虽然元基因组学可以告诉我们哪些微生物生活在我们的身体上和身体内，但仅凭DNA序列并不能让我们深入了解它们的有益或有害活动，特别是对于那些以前从未被表征过的生物。"表生细菌研究员拉里-A-加拉格尔（LarryA.Gallagher）在华盛顿大学医学院微生物实验室的显微镜前。图片来源：S.BrookPeterson/华盛顿大学他补充说："从基因上扰乱棒状杆菌的能力为应用强大的系统分析透镜来快速描述强制性附生生物的独特生物学特性提供了可能性。"这项研究背后的团队由华盛顿大学医学院微生物学系约瑟夫-穆格斯（JosephMougous）实验室和霍华德-休斯医学研究所（HowardHughesMedicalInstitute）领导。它们是许多不为人知的细菌之一，其DNA序列出现在对从环境来源的物种丰富的微生物群落中发现的基因组进行的大规模遗传分析中。这种遗传物质被称为"微生物暗物质"，因为人们对其编码的功能知之甚少。《细胞》杂志的论文指出，微生物暗物质可能含有潜在生物技术应用的生化途径信息。它还为支持微生物生态系统的分子活动以及该系统中聚集的各种微生物物种的细胞生物学提供了线索。在这项最新研究中分析的棒状杆菌属于糖杆菌（Saccharibacteria）。它们生活在各种陆地和水域环境中，但以栖息在人类口腔中最为著名。至少从中石器时代开始，它们就是人类口腔微生物群的一部分，并与人类口腔健康有关。在人的口腔中，糖杆菌需要放线菌的陪伴，放线菌是它们的宿主。为了更好地了解酵母菌与宿主的关系机制，研究人员利用基因操作来确定酵母菌生长所必需的所有基因。西雅图华盛顿大学医学院微生物实验室厌氧工作站，附生细菌研究员王雅茜。图片来源：S.BrookPeterson/华盛顿大学微生物学教授穆格斯（Mougous）说："能够初步了解这些细菌所携带的不寻常基因的功能，我们感到非常兴奋。通过今后对这些基因的重点研究，我们希望能揭开糖细菌如何利用宿主细菌生长的神秘面纱"。研究中发现的可能的宿主相互作用因素包括可能帮助糖杆菌附着在宿主细胞上的细胞表面结构，以及可能用于运输营养物质的专门分泌系统。作者工作的另一项应用是生成了表达荧光蛋白的酵母菌细胞。利用这些细胞，研究人员对糖杆菌与宿主细菌一起生长的情况进行了延时显微荧光成像。穆格斯实验室的资深科学家布鲁克-彼得森（S.BrookPeterson）指出："对糖杆菌-宿主细胞培养物的延时成像揭示了这些不寻常细菌生命周期的惊人复杂性。"研究人员报告说，一些酵母菌作为母细胞，粘附在宿主细胞上，反复出芽，产生小的后代。这些小家伙继续寻找新的宿主细胞。一些后代反过来成为了母细胞，而另一些则似乎与宿主进行着无益的互动。研究人员认为，更多的遗传操作研究将为更广泛地了解他们所描述的"这些生物体所蕴含的丰富的微生物暗物质储备"的作用打开一扇大门，并有可能发现尚未想象到的生物机制。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382839.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382839.htm

微生物有望成为抗癌利器

微生物有望成为抗癌利器了基因改造，可攻击癌细胞，且对身体其他部位的毒性比普通沙门氏菌小。巴尔布尔是世界上第一个在接受化疗的同时尝试沙门氏菌疗法的人，结果显示，她的肿瘤缩小到了原来的10%。英国《新科学家》杂志网站近日报道，新研究表明，一些栖息于肿瘤上的细菌和真菌可影响癌症的进展和治疗情况，有望成为抗击癌症武器库中的新利器。一些相关药物目前正在临床试验中，这些微生物可深入到化疗等现有疗法难以触及的地方，为攻击肿瘤提供替代方法。肿瘤是细菌的“安乐窝”细菌、真菌、病毒等微生物栖息于人们肠道内，以多种方式影响人体健康。2020年，以色列魏茨曼科学研究所的伊兰娜·利维娅坦及其同事在《科学》杂志上撰文指出，他们分析了1000多个人类肿瘤样本后发现，肿瘤内也充满了微生物。通过基因测序，利维娅坦在人类的乳腺、大脑、肺、皮肤、骨骼、卵巢、胰腺和结肠8种肿瘤内鉴定出了细菌，且结肠和乳腺肿瘤通常会携带更多细菌，他们甚至还发现每种癌症中都存在着独特的细菌种群。同一年，利维娅坦团队抛出一个爆炸性消息：他们在此前研究的8种肿瘤内也发现了真菌。美国纽约康奈尔大学的伊利扬·伊利耶夫领导的团队也在《细胞》杂志上刊发论文称，他们对胃肠道肿瘤、肺癌和乳腺癌进行研究后发现，这些肿瘤中往往含有念珠菌属、芽生菌属和马拉色菌属等真菌。利用微生物对抗肿瘤微生物被肿瘤吸引的原因多种多样，但科学家们越来越清楚的是，它们的存在会影响癌症的进展和治疗。比如，伊利耶夫等人发现，胃肠道肿瘤细胞中较高水平的念珠菌与更高的促炎症基因活性、癌症转移率和更低的癌症生存率有关。此外，核梭杆菌可以促进癌症的发生，伴随其扩散到身体其他部位，并抑制其对化疗的反应。几十年来，科学家们已知人乳头瘤病毒（HPV）和乙肝病毒（HBV）等病毒会触发癌症的形成，也有了HPV和HBV疫苗来帮助预防相关癌症的发生。加拿大不列颠哥伦比亚省癌症研究所的罗伯特·霍尔特说，人们或许可以“依葫芦画瓢”，开发出针对致瘤细菌的疫苗，利用其减缓肿瘤的进展，强化对化疗的反应，甚至从一开始就阻止肿瘤的形成。霍尔特团队正在专门研制一种针对具核梭杆菌的疫苗。该疫苗含有信使核糖核酸（mRNA），能够指导身体制造在这种细菌内发现的某些蛋白质片段，训练免疫系统识别并杀死这种微生物。该疫苗目前仍在小鼠身上进行测试，霍尔特等人希望有一天能在对普通疗法失效的具核梭杆菌阳性结肠癌患者身上开展试验。从肿瘤内取出“有害”微生物是攻击癌症的一种策略，引入“有益”微生物则是另一种策略。加拿大蒙特利尔犹太综合医院负责治疗巴尔布尔的肿瘤学家杰拉德·巴蒂斯特表示，经过基因改造的沙门氏菌会直接进入肿瘤，并携带可以激活免疫系统的白细胞介素-2，在肿瘤部位产生对抗肿瘤的免疫活性。在巴尔布尔治疗效果的基础上，巴蒂斯特团队于2020年启动了一项Ⅱ期临床试验，20名患有4期转移性胰腺癌的患者接受了标准化疗，以及经过基因改造的沙门氏菌的治疗。今年1月公布的结果显示，参与者的平均寿命为24个月，而一般仅接受标准化疗的患者典型生存期为11个月，沙门氏菌也没有让这些志愿者生病。新兴抗癌疗法前景广阔巴蒂斯特指出，这种方法的一个主要优点是细菌的制造成本远低于其他癌症免疫疗法。美国食品药品监督管理局（FDA）最近给予沙门氏菌疗法快速通道，如果它通过未来的试验，将尽快上市。瑞士一家名为“T3制药”的公司也在使用细菌来强化免疫系统以应对癌症。该公司首席科学官克里斯托弗·卡斯珀表示，他们试验的对象是一种名为小肠结肠炎耶尔森菌的细菌，这是一种猪肉污染物，会导致食物中毒，但基因改造可以“降低其毒性”。这种细菌的独特之处在于其表面有特殊的“纳米注射器”，细菌用这个“注射器”将蛋白质注射到细胞内。T3制药公司设计了一种小肠结肠炎耶尔森菌，可将蛋白质注射到肿瘤细胞内，释放信号分子，使免疫系统发挥作用，对抗肿瘤。当经过基因编程的小肠结肠炎耶尔森菌被注射到患有黑色素瘤的小鼠的血液内后，它们选择性地附着在肿瘤上，导致多达2/3的肿瘤消失，且没有观察到严重的副作用。该公司刚刚启动了基因编程小肠结肠炎耶尔森菌治疗实体瘤患者的人体临床试验。总部位于美国密苏里州的BioMedValleyDiscoveries公司正在研究梭状芽孢杆菌攻击肿瘤的能力，他们将其与检查点抑制剂帕博利珠单抗联合使用。公司总裁布伦特·克莱德表示，试验原理是让细菌从内到外对抗肿瘤，而让帕博利珠单抗从外到内对抗肿瘤，以实现内外夹击。结果将在今年晚些时候公布。克莱德指出，利用细菌对付肿瘤还是一个新兴的领域，仍有很多东西需要学习，但希望很大。巴蒂斯特说，多亏巴尔布尔尝试了这种不同寻常的疗法，科学的进步要归功于这些人的勇气。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370483.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370483.htm

复杂的微生物大都会：微生物学家揭示细菌的跨代团队合作

复杂的微生物大都会：微生物学家揭示细菌的跨代团队合作当细菌建立群落时，它们会进行跨代合作并共享养分。巴塞尔大学的研究人员利用一种新开发的方法首次成功地证明了这一点。这项创新技术能够跟踪细菌群落在不同时间和空间发展过程中的基因表达。在自然界中，细菌通常生活在群落中。它们集体定植于我们的肠道，也被称为肠道微生物群，或形成生物膜，如牙菌斑。群落生活给单个细菌带来了许多好处，例如增强了对恶劣环境条件的适应能力、向新领地扩张以及从共享资源中获得共同优势。细菌群落的发展是一个非常复杂的过程，在这个过程中，细菌会形成错综复杂的三维结构。在11月16日发表在《自然-微生物学》（NatureMicrobiology）杂志上的最新研究中，巴塞尔大学生物中心的克努特-德雷舍尔（KnutDrescher）教授领导的研究小组详细研究了细菌群落的发展过程。他们在方法上取得了突破性进展，能够同时测量基因表达，并对微生物群落中单个细胞在空间和时间上的行为进行成像。琼脂板上的枯草杆菌群(彩色图像）图片来源：巴塞尔大学生物中心"我们使用枯草杆菌作为模式生物。这种无处不在的细菌也存在于我们的肠道菌群中。"研究负责人克努特-德雷舍尔（KnutDrescher）教授解释说："我们发现，这些生活在群落中的细菌会进行跨代合作和互动。前几代人为后几代人沉积代谢物"。他们还在细菌群中发现了不同的亚群，它们产生和消耗不同的代谢物。一个亚群分泌的一些代谢物会成为后来出现的其他亚群的食物。研究人员将最先进的自适应显微镜、基因表达分析、代谢物分析和机器人采样结合在一起。利用这种创新方法，研究人员能够在精确定位的地点和特定时间同时检测基因表达和细菌行为，并识别细菌分泌的代谢物。因此，细菌群可分为三个主要区域：菌群前沿、中间区域和菌群中心。不过，这三个区域呈现出渐变的特点。"根据区域的不同，细菌的外观、特征和行为也各不相同。边缘的细菌大多是运动的，而中心的细菌则形成非运动的长线，从而形成三维生物膜。"第一作者汉娜-杰克尔（HannahJeckel）解释说："原因之一是空间和资源的可用性不同。"具有独特行为的细菌的空间分布使群落能够扩展，同时也能隐藏在保护性生物膜中。这一过程似乎是细菌群落的普遍策略，对它们的生存至关重要。"这项研究说明了细菌群落的复杂性和动态性，揭示了单个细菌之间有利于群落的合作互动。因此，空间和时间效应在微生物群落的发展和建立中起着核心作用。这项工作的一个里程碑是开发了一种开创性的技术，使研究人员能够以前所未有的分辨率获取多细胞过程的全面时空数据。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1401329.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1401329.htm

市面100个非热食切鸡及手撕鸡等样本检测结果满意

市面100个非热食切鸡及手撕鸡等样本检测结果满意食物安全中心早前检测市面100个非热食的鸡肉样本，包括切鸡及手撕鸡等，结果显示，所有样本质素都令人满意。在总菌数方面，有3个样本的水平只是属于尚可，其中一个手撕鸡样本的总菌数相对高一些，但未至于不满意水平；微生物安全指标方面，全部样本均满意，找不到致病菌。食物安全中心首席医生周楚耀表示，夏天炎热，容易滋生细菌，制作非热食鸡肉的过程风险较高，为加强业界在制作时的衞生意识，中心制作了相关指引，协助减低风险。食物安全中心科学主任庄梓杰提到，食物业界希望令鸡肉滑些，或以浸煮的方法烹调，如温度不够高，加上一次过煮大量鸡只，有机会煮不熟。他又提醒，业界放凉鸡肉时要做好时间控制，以免细菌繁殖，同时要留意个人及环境衞生，减少交叉污染。2023-09-2011:54:32