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新的研究表明，在自然環(huán)境中（非實驗室條件下）細菌可以通過演化產(chǎn)生對噬菌體感染的抵抗力。
來自Exeter大學的研究者們調(diào)查了為什么銅綠假單胞菌在實驗室和自然界中會以不同的方式產(chǎn)生對噬菌體的抗性。在實驗室中，細菌的突變往往會導致噬菌體感染所依賴的附著受體的缺陷。而在自然環(huán)境中，細菌傾向于使用被稱為CRISPR-Cas的免疫機制產(chǎn)生抵抗力。
雖然該研究仍舊是在實驗室中進行的，但是通過將銅綠假單胞菌與其它類型的細菌混合培養(yǎng)用以模擬“自然條件"，研究人員表明，這種額外的“生物復雜性"有助于平衡基于CRISPR的噬菌體耐受性。
研究者們發(fā)現(xiàn)，與失去噬菌體受體的進化不同，這種基于CRISPR的噬菌體抗性不會降低細菌的毒力。
“當我們引入生物多樣性時，細菌更偏向于基于CRISPR的進化，"該研究的主要作者Ellinor Alseth說：“在自然的環(huán)境中，失去表面受體（噬菌體所附著的）是有代價的，因為該分子對于細菌本身可能還具有其它功能。如果喪失這種表面受體，那么與其他種類的細菌相比，突變菌的競爭力將會變低，從而不適于生存。因此，在更復雜的，更'自然'的環(huán)境中，基于CRISPR的抗性受到細菌的青睞。"
“通過CRISPR進化途徑，細菌可以保持其毒性水平"。通過觀察細菌對蛾幼蟲（Galleria mellonella）的作用，作者證實了這一觀點，研究人員認為，這種作用會對人類產(chǎn)生類似的效果。目前銅綠假單胞菌在包括醫(yī)院在內(nèi)的各種不同環(huán)境中都能繁衍生息。它經(jīng)常在囊性纖維化患者的肺部定植，這也是上述患者發(fā)病和死亡的主要原因。
研究結(jié)果表明，細菌-噬菌體相互作用的進化結(jié)果可以從根本上改變微生物群落的環(huán)境。傳統(tǒng)上，這種相互作用是孤立地研究的，但是研究人員認為，其他微生物的復雜混合物的存在可能對“傳染病的進化流行病學具有關(guān)鍵意義"。
資訊出處：Evolving alongside other bacteria keeps hospital bug potent
原始出處：Ellinor O. Alseth, Elizabeth Pursey, Adela M. Luján, Isobel McLeod, Clare Rollie & Edze R. Westra. Bacterial biodiversity drives the evolution of CRISPR-based phage resistance. Nature, 2019 DOI: 10.1038/s41586-019-1662-9
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