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細菌的「化學雷達」:獵食者反被獵的生存戰術

微生物間的化學通訊機制,一直是「微宇宙平衡」卓越研究群的重點課題。最近由萊布尼茨天然產物研究與感染生物學研究所(Leibniz-HKI)和耶拿大學組成的團隊,揭開了細菌對抗天敵的驚人策略——它們竟配備了類似「化學雷達」的偵測系統。

研究聚焦在常見植物病原菌「丁香假單胞菌」與其天敵「淡色多核變形蟲」的互動。這種變形蟲以細菌為食,當食物匱乏時會聚整合多細胞結構來散播孢子。雖然不直接參與植物感染過程,卻是迫使細菌演化防禦機制的關鍵推手。

團隊領導人Pierre Stallforth教授解釋:「細菌會分泌無害的丁香素,當變形蟲接觸到這種分子時會改變其化學結構。細菌則透過特殊的感應蛋白CraR(化學雷達調節器)偵測這些變形分子,進而啟動毒素『焦丁香素』的生產基因。」有趣的是,這些致命毒素正是由被改造的丁香素衍生而來。

更令人驚訝的是,這種化學雷達系統還影響細菌的感染能力。研究發現,只有在具備活性化學雷達的情況下,丁香假單胞菌才能在變形蟲存在時成功感染模式植物「阿拉伯芥」。

這項研究不僅揭示了微生物間複雜的生存競爭,更為新藥研發和病蟲害防治開闢了新途徑。論文第一作者張帥兵強調:「變形蟲其實是促成自身滅亡的關鍵角色,這種『自投羅網』的機制相當耐人尋味。」

該研究獲得德國研究基金會、維爾納西門子基金會等多方資金支援,成果已發表於頂尖期刊《細胞》。這些發現將持續推動我們對微觀世界生存法則的理解。