夏威夷短尾鱿鱼与生物发光细菌之间建立了长期的互利关系。宾夕法尼亚州立大学的研究团队通过一项新的研究，揭示了细菌如何通过细胞信号和环境信号协调其行为，以在鱿鱼的光器官中定居。
这项研究的详细报告发表在《eLife》杂志上。研究人员指出，他们描述的机制可能在许多细菌中普遍存在，理解这种细胞信号的协调对于探讨细菌如何在宿主体内广泛定植具有重要意义。
“我们研究的细菌，称为费氏弧菌，与多种海洋生物有联系，但它与夏威夷短尾鱿鱼的关系最为显著，”宾夕法尼亚州立大学埃伯利科学学院生物化学和分子生物学副教授、研究团队负责人蒂姆·宫史罗表示。
鱿鱼拥有一个独特的发光器官，隐藏在其外套膜下，供细菌居住。这种细菌的发光被认为有助于鱿鱼在被潜在捕食者从下方观察时进行伪装。作为回报，细菌从鱿鱼那里获取营养以支持其生长。然而，鱿鱼的发光器官并非天生就有细菌，环境中的细菌必须在鱿鱼孵化后进入光器官。
“我们已经了解了细菌在光器官内的行为，但关于它们如何首先在鱿鱼体内定居的细胞机制仍然知之甚少，”Miyashiro说，“因此，我们开始研究细菌如何开始定植。”
在光器官内部，细菌通过“群体感应”来协调其行为。随着细菌数量和密度的增加，细菌释放的信号分子浓度也随之增加。当细菌达到一定数量时，一个信号通路被激活，细菌开始发光并抑制其移动能力。在定植光器官之前，细菌会形成大量的细胞聚集体，但如果群体感应途径被激活，它们可能缺乏足够的移动能力进入光器官。
“那么，问题来了，当细菌在鱿鱼体外形成这些大聚集体时，它们是如何避免群体感应途径而启动定植行为的呢？”宫城说，“我们发现，聚集途径激活了一种小RNA分子的产生，这种小RNA通常被群体感应抑制。因此，当聚集信号通路在鱿鱼体外被激活时，RNA分子就会被表达，使细胞能够绕过群体感应，保持移动和黑暗。”
这种被称为qrr1的小RNA是群体感应途径的一部分，它抑制细菌发光并促进其移动，直到达到一定数量。当达到这个数量时，Qrr1的表达随后被关闭。
“Qrr1也被证明对促进定植很重要，”Miyashiro说，“你可能会认为Qrr1在聚集过程中会被抑制，就像在群体感应过程中一样，但事实并非如此。因此，我们进行了一系列实验来表征聚集过程中Qrr1表达的分子控制。”
研究人员表明，Qrr1可以被一种转录因子激活——一种控制基因何时何地被激活的蛋白质——这种转录因子也控制着参与聚集的基因。转录因子——一种被称为SypG的蛋白质——与通过群体感应途径调节Qrr1的蛋白质相似，这种相似性使SypG在定植过程中促进Qrr1在聚集体中的表达，并确保Qrr1在进入光器官后不表达，从而允许生物发光。
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评论列表（4条）
我是的签约作者“svs”！
希望本篇文章《鱿鱼光器官中生物发光细菌的定植与信号协调》能对你有所帮助！
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