細(xì)菌菌群也在玩資源“分時共享”

共享經(jīng)濟(jì)如今是火上了天，科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)，不光是人類，連細(xì)菌菌群也玩分時共享。《科學(xué)》雜志近日載文稱，毗鄰的菌群間不僅能相互溝通，還能協(xié)調(diào)各自的活動，實(shí)現(xiàn)對有限資源的分時共享。

論文第一作者、加州大學(xué)圣地亞哥分校生物科學(xué)系博士后研究員劉錦濤告訴科技日報(bào)記者，菌群內(nèi)的細(xì)菌可通過發(fā)送電信號進(jìn)行溝通，但此前并不清楚這種溝通方式是否還能擴(kuò)展至遠(yuǎn)處的菌群。

他們在一個微流控腔室中設(shè)立了兩個相距2毫米的枯草桿菌生物膜菌群，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩個菌群不但能相互溝通，還會同步性生長。這提高了菌群對外界的抵抗力，但也導(dǎo)致了菌群間對有限資源的競爭。當(dāng)“食材”谷氨酸濃度降低時，兩個菌群生長不再同步，而是切換成分時共享模式，從而降低了對資源的競爭，這反而使得菌群在低谷氨酸濃度中生長速率更快。

“假定谷氨酸濃度為1，同步生長時，每個菌群分得的營養(yǎng)是0.5；谷氨酸濃度降低為0.7，但菌群采用分時共享模式異步生長，每個菌群得到的營養(yǎng)依然是0.7，菌群生長速率自然就更快了。”劉錦濤解釋說。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，在兩個菌群間的信號溝通受到阻礙時，細(xì)菌會發(fā)生突變，突變后的細(xì)菌需要有更高濃度的谷氨酸才能實(shí)現(xiàn)同步化生長。同樣，那些競爭性較差的突變菌株也需要有更高的谷氨酸濃度才能實(shí)現(xiàn)在對照菌群中所見的同步化生長。

劉錦濤稱，對有限資源的合理分配是非常普遍的問題。這些結(jié)果揭示了菌群間是如何進(jìn)行溝通與合作來促使其生長的，有望應(yīng)用在生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，以更好地控制細(xì)胞群體。（科技日報(bào)）