這是一種篩選方法，主要用于檢測用于調節細胞行為的信號，在沙門(mén)氏菌上（Salmonella）有生物傳感器在工作。圖片來(lái)源：Erez Mills/Miller Lab/Univ. of Wash.
知道細菌是如何根據環(huán)境信號來(lái)調節行為可以幫助我們解決由細菌導致的生物污染以及細菌耐藥性等問(wèn)題。
科研人員研究出了一種快速方法，用于幫助檢測細菌是如何感知周?chē)沫h(huán)境并做出反應這兩種行為。
細菌能夠接受外來(lái)的信號，再將這些信號施加于內部的信號通路，從而來(lái)直接指導它們自己的行為。這種對周?chē)h(huán)境的監測可以使得細菌在惡劣的環(huán)境下觸發(fā)相應的存活策略，例如在缺乏營(yíng)養素或者周?chē)h(huán)境存在相應的抗生素的條件下生存下來(lái)。
2015年6月9日發(fā)表在Science Signaling上的封面文章，微生物學(xué)家們發(fā)表了他們在研究食源性致病菌沙門(mén)氏細菌時(shí)所發(fā)現的細菌能感知周?chē)h(huán)境的現象。沙門(mén)氏細菌在條件不同的位置以及其周?chē)沫h(huán)境中都能及時(shí)調適，其中一個(gè)安全策略就是沙門(mén)氏細菌相互聚集從而形成類(lèi)似于生物膜的結構：這是細菌的一種聚集狀態(tài)，形成一個(gè)具有保護功能的外殼。
沙門(mén)氏菌的生物膜可以在許多物質(zhì)的表面持久生長(cháng)，從而使得該細菌對于感染控制措施具有抵抗作用，這對于食品加工工業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)大難題。根據食品藥品監督管理局（Centers for Disease Control and Prevention）的數據顯示，僅沙門(mén)氏菌每年就會(huì )導致美國120萬(wàn)人感染疾病。
科研人員在文章中指出，之所以能夠如此迅速地適應環(huán)境，沙門(mén)氏菌需要確定它們所處的位置，到底是在胃液中，還是在細胞內部，還是在工廠(chǎng)里或者是其它物質(zhì)表面。研究人員補充道，沙門(mén)氏菌是目前研究最多的細菌治病微生物，然而，對于沙門(mén)氏菌感知周?chē)h(huán)境的研究卻少之又少。
科研人員主要有來(lái)自于華盛頓大學(xué)（University of Washington），醫學(xué)、微生物學(xué)、免疫學(xué)以及基因科學(xué)教授Samuel I. Miller實(shí)驗室的Erez Mills、Erik Petersen和Bridget R. Kulasekara。
他們描述了一種新的篩選方法，設計并確定了沙門(mén)氏菌獲取的環(huán)境因子，同時(shí)還調節了第二信使分子量。
第二分子是cyclic-di-GMP，在許多種類(lèi)的細菌中能根據環(huán)境的變化做出反應，來(lái)控制細菌的運動(dòng)以及生物膜的形成，然而，到目前為止，沙門(mén)氏菌中調節cyclic-di-GMP的特殊信號依然是一個(gè)未解之謎。
科研人員發(fā)現很多環(huán)境信號能夠調節沙門(mén)氏菌體內的cyclic-di-GMP，進(jìn)而改變其表面生物膜的形成。
他們篩選信號以及細菌行為的過(guò)程中使用了很多尖端的技術(shù)，包括對于cyclic-di-GMP進(jìn)行設計的基因工程的生物傳感器。同時(shí)還使用了顯微鏡和流式細胞儀，流式細胞儀是用于檢測懸浮在液體中的細胞信號的基于激光的檢測設備。
科研人員說(shuō)：我們所找到的最感興趣的信號是L-精氨酸（L-arginine），是人體二十種必須氨基酸之一�？蒲腥藛T繼續解釋道，沙門(mén)氏菌能夠對于非常低濃度的L-精氨酸做出反應，這個(gè)量對于使用營(yíng)養來(lái)源來(lái)說(shuō)實(shí)在是微乎其微。
科研人員認為，細菌能夠感知如此低濃度的L-精氨酸告訴我們，細菌存在著(zhù)某種環(huán)境機制，可以促進(jìn)細菌來(lái)迅速地適應環(huán)境。
科研人員說(shuō)：今后的主要工作在于確定L-精氨酸所適用的環(huán)境類(lèi)型，以及細菌針對L-精氨酸所做出的反應。
本研究除了提供了一個(gè)研究沙門(mén)氏菌如何感知周?chē)瘜W(xué)環(huán)境的新方法之外，科研人員還設計能用于其它種類(lèi)細菌研究的方法，可以增加我們對于微生物感知方面的認識。
這一研究的應用場(chǎng)景可以包括對抗抗生素的耐藥性，以及改善農業(yè)和工業(yè)環(huán)境中的細菌生物污染等。
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