显微镜下的海盗:有趣的海洋细菌用细胞炮和抓钩攻击猎物
在我们的周围、身上和体内,微观战斗无时无刻不在进行,而微生物战斗者使用的令人兴奋的武器远比我们意识到的要多得多。 科学家们现在观察到了一种细菌,它的攻击方式就像一艘海盗船,用抓钩钩住猎物,然后发射"大炮"将其轰开。
这种细菌被称为Aureispira,是一种常见的海洋细菌,可以在水中或水面上生长。 如果环境中有足够的养分就可以安然生存。 但是,一旦食物耗尽,这种虫子就会转而过起海盗的生活,开始猎杀其他毫无戒备的细菌,使用的技术会让杰克-斯派洛感到自豪。
首先,它向猎物靠拢,然后发射细小的抓钩,缠住目标的鞭毛--许多细菌都用这些鞭状附属物来移动,因此钩住这些附属物就无法逃脱。
接下来,金黄色葡萄球菌发射细胞炮--一种被称为收缩喷射系统的结构,其工作原理类似栓枪,发射高速弹丸。 这些射弹会击穿猎物细胞的外膜,使其内脏溢出,Aureispira就能将其吞噬。
研究报告的第一作者马丁-皮尔霍费尔(Martin Pilhofer)说:"整个场景就像海盗袭击另一艘船。"
图解Aureispira如何利用抓钩和"大炮"攻击猎物 连云伟等,《科学》,2024 年
Aureispira已被认为可以发动这种攻击,但在新的研究中,研究人员使用光学显微镜和低温电子显微镜进行了更近距离的观察。 这些技术有助于研究武器的功能和结构。 研究小组还观察到,这种细菌在野外确实有这种行为,但只有在外界营养匮乏时才会这样做。
至于我们可以利用这些信息做些什么,研究小组表示,在现阶段,这主要只是由他们自己的好奇心驱动的基础研究。 但如果能更好地了解这些细胞武器,最终就能利用它们消灭感染或藻类繁殖,或将药物输送到人体细胞。
目前,我们只能利用这项研究来激发我们对无处不在的微观海洋战斗的想象力。这项研究发表在Science 杂志上。 从下面的视频中可以看到部分战斗过程。