细菌在密谋，病毒在欺骗：微生物的群体感应

arveyi，1936年以艾伦命名）具体来说一种奇特的情况。在新感染的酿酒酵母里面，芽孢的为数每30分钟就需要增至，但发亮却所需2个小时以上才开始进一步提高，继而振幅每5分钟进一步提高一倍。

与此同时，病原体还不断地向酿酒酵母释放出来一种名为高丝氨酸内酯的分子会（ homoserine lactone，简写HSL），而且只有当HSL大幅进一步提高一定ppm时，被抑制的特定基因基因序列才关机mRNA程序，病原体才能绽放魅力四射的天空。这是有记载以来数据分析化学家首次断定族群放电情况。

克莱芙将波形分子会HSL称为“自可借若无（autoinducer，简写AI）”，因为有所不同于外加的可借若无，HSL既能可借基因基因序列的表达又由病原体自己消除。

对于新生事若无或者新学说，社会大众总是所需一个缓慢的认真处理过程，常常甚至充满着抵触情绪。就像历文化史上许多特别超强调重大断定的人一样，这一次，克莱芙也处于类似的境地，学界非但不认真他的断定，反而冷眼嘲讽。

二

语言学系统设计遭还击者

阿格利研究成果所（Agouron Institute）的拉尔弗曼（Michael R. Silverman）是个例外。他认为克莱芙的断定十分引人入胜，并于1980年代寻找了族群放电的核心分子会的系统。在费宰结核杆菌中，拉尔弗曼断定LuxI细胞内催化合成AI分子会，作为受体的LuxR细胞内则结合AI，继而激活编码荧光素酶的基因基因序列的mRNA。接下来，他又完成了大肠杆菌转化测试，经过新建后的大肠杆菌需要消除波形分子会HSL，也能运用它人脑芽孢ppm。当芽孢ppm大幅进一步提高阈值时，大肠杆菌就开始发亮。陆续地，他找成了需要消除和检测线粒体外波形分子会的基因基因序列和细胞内质，并向学界进一步诠释了这些框架如何唤起族群放电。

拉尔弗曼大多公开刊发演说，以前像“隐士”般地具体来说于物理学界。一次阴差阳错，正值博士毕业之际的布鲁克什（Bonnie Bassler）不行了一场他的临时工坊，刊发演说的段落；也病原体如何通过族群放电关机发亮系统设计。布鲁克什感觉这太美妙了，病原体竟然需要投票表决何时开灯！格外十分重要的是，她获知发亮病原体作为表现型学研究成果材料的功用，只要随手按下研究临时工团队的日光灯回路，刚才病原体有未发亮，就可以知晓测试结果。临时工坊一过后，她就行至阳台上，向拉尔弗曼表示要跟他认真博士后。拉尔弗曼被她的研究成果激情感染，当场给了临时工应允。这一富有悲剧性的开端，视为了布鲁克什成席各种公开刊发演说中最为津津乐道的一幕。收获一枚出谋划策干将便，慷慨的拉尔弗曼便将族群放电的研究成果几乎移交给了她，日后次退居乡间。

拉尔弗曼（Michael R. Silverman）和布鲁克什（Bonnie Bassler）丨幻灯片特别联：斯坦福大学数据分析化学系Instagram主页

值得注意的是，他们寻找了波形分子会以及特别基因基因序列和细胞内质，也大体清楚病原体发亮系统设计的运作处理过程，但都未对病原体的这一族群情况完成同月命名。1978年，克莱芙的一位博士后例证（E. Peter Greenberg）在康奈尔大学开始脱离领导者一个测试临时工团队，同样运用费宰结核杆菌认真着相同的临时工。生若无研究成果耗时耗力，道阻且长，直到1994年，发亮病原体的这一族群道德上终于在例证研究成果临时工团队的一次看似风暴中仅有了一个同月旧名：“族群放电（quorum sensing）” 。这一行业以前相当前沿，想要利用学界的相当多关注，名字也必须稍微有别具特色。果不其然，“族群放电”这个旧名随之取得了学界的相当多认真，关注和研究成果它的数据分析化学家也越发多，日渐过渡到了一个较有需求量的族群。现阶段，当今当今早已有几百家研究临时工团队在专注特别研究成果。

然而，于1990年抵达阿格利研究成果所的布鲁克什并未将费宰结核杆菌作为综合研究成果对象，而是移向了艾伦宰结核杆菌。布鲁克什断定，艾伦宰结核杆菌与它的同种病原体互动时，也是依赖性一种HSL自可借若无。有所不同的是，艾伦宰结核杆菌还不会释放出来另外一种数据分析化学分子会来唤起种间的族群放电。反之亦然，艾伦宰结核杆菌具有两套有所不同的族群放电系统设计，第一种自可借若无用于种内互动，称为AI-1；第二种自可借若无用于种间互动，称为AI-2。原来，病原体不仅不自闭，反而格外像是语言学头脑。

数据分析化学家这才意识到，病原体当今还可能像全人类一样具体来说英文则版学。不久的研究成果断定，病原体们甚至还有一种当今统一标准语。自可借若无比如说有HSL，即常见的酯基高丝氨酸内酯类（Acyl-homoserine lactones，AHLs），还有其它多种类型：譬如，革兰宰支原体一般运用寡肽类波形分子会（Autoinducing Peptide， AIP），结核杆菌类特有染病自可借若无（Cholera autoinducer 1，CAI-1），以及种间互动波形分子会为呋喃酯氟化氢二酯（Autoinducer-2，AI-2）等等。

这些波形分子会的断定凝结着一大研究成果者的心血，也是他们探索之路上的必然结果。必然性经常隐藏着偶然性，甚至常常还有怀旧色彩从旁点缀，比如AI-2的结晶判别就稍微带传奇性。以前，布鲁克什不久前在斯坦福大学脱离领导者属于自己的研究临时工团队。不久，她便和晶体学家休森（Fred Hughson）主导判别成了测试有条件下生产成的AI-2的结晶。数据分析结果恰巧了到场的所有研究成果医务人员，因为AI-2分子会中竟然含有锂氢原子，而特性“锂”在自然界十分少见。格外不可思议的是，锂来自涂料试管 。涂料韩国公司为了进一步提高涂料性能往往不会参杂一些锂特性，而这微量的锂特性完美地还原了马蹄形菌在自然界中的生活环境。人口为129人下，倘若当年他们用的是不含锂的塑料试管，也许AI-2分子会结构的悄悄就未那么早被断定！引人入胜的是，有所不同病原体不会对AI-2完成有所不同的数据分析化学加工，因此AI-2就视为了病原体当今里面的统一标准语言学。

格外加引人入胜的是，有些病原体还能运用这种统一标准语言学来故意其它生态系统。比如，布鲁克什发以前一个混合多个菌株的菌群里面，大肠杆菌不会消耗染病结核杆菌的AI-2，让它们以为族群为数未大幅进一步提高族群放电所需阈值。染病结核杆菌传染病关键就在于，它不会关机族群放电来释放出来毒素，继而导致宿主发烧。当染病结核杆菌断定自己未能大幅进一步提高族群放电所需的为数，则怂恿溜成宿主体外，伺机寻找下一个犯人。如此说来，十二指肠里面的大肠杆菌或许可以通过干扰族群放电来阻止染病结核杆菌的感染和再进一步的传播。

布鲁克什（Bonnie Bassler）和她的发亮病原体丨幻灯片特别联：加拿大公共广播韩国公司，）

经过数十年的研究成果，数据分析化学家们以前告诉，族群放电能在病原体中开端或者关闭数百个基因基因序列表达。反之亦然，病原体的互动处理过程关机了一个巨大的表现型程序。这个处理过程区别于胚胎的胚胎，它使病原体需要短时间完成从个体成员到族群成员的转变。族群放电还转录着病原体的许多其它道德上，比如生若无被膜的过渡到、传染病突变的消除、抗病毒的合成、线粒体的接合转移以及病原体的移往运动等等。

这些道德上单单有一些均与病原体的传染病的系统特别。前文则提到的例证就是这方面的领衔人若无。自脱离领导者研究成果临时工团队以来，他除了研究成果费宰结核杆菌，还研究成果螺旋体，并在后一行业里面颇有名望和富有一定的影响力。1988年，例证回到斯坦福大学爱荷华大学便，开始专注于费宰结核杆菌中的LuxR细胞内的研究成果。

例证（E. Peter Greenberg）丨幻灯片特别联：华盛顿大学

以前拉尔弗曼早已研究成果清楚，LuxR细胞内是由自可借若无激活的mRNA突变，日后反过来与自可借若无结合，参与线粒体的族群放电。不久，例证领导者的临时工团队断定LuxR细胞内的C端偏向，N端星型。C端有30%基因序列保留了激活发亮基因基因序列的能力，但不所需波形分子会。英哩N端值得注意的60%基因序列可以结合波形分子会，但不可影响基因基因序列的mRNA。反之亦然，他们再进一步弄清楚了LuxR细胞内参与族群放电的分子会的系统，这英哩病原体语言学系统设计的几乎还击者又格外近了一步。例证当机立断地停止了螺旋体的特别研究成果，全力以赴地完成族群放电的“波形”研究成果。

一次不决议中，他偶然得知罗切斯特大学的里面奥莱夫斯基（Barbara Iglewski）研究临时工团队寻找了；也；也单胞菌（Pseudomonas aeruginosa，又称绿脓杆菌）的传染病突变的转录基因基因序列，其中有一段基因基因序列基因序列与LuxR基因基因序列高度同源，这概述族群放电可能与传染病突变的消除密切特别。一阵互动后，他与里面奥莱夫斯基两人一拍即合，几天后最终开展合作，综合关注；也；也单胞菌的族群放电研究成果。随着研究成果的深入，他们断定族群放电压制着许多与传染病突变特别的十分重要基因基因序列。

值得一提的是，；也；也单胞菌相当多具体来说，我们一个人的指甲、肠胃和十二指肠中都有一无所获。但是，它又是一种有条件性传染病菌，是医院内感染的主要病原菌之一。同时，它还是囊性溃疡病（CF，cystic fibrosis）病人的致命杀手。CF是一种常细胞核隐性疾病，高发于高加索人群，加拿大左右有35,000人受之顾虑。病人的黏液过于粘稠，肺部不易排成病原体，使得感染相较容易发生。如果；也；也单胞菌在线粒体ppm低时就消除毒力细胞内，这毫无疑问是在提醒宿主早日关机免疫反应。但是，；也；也单胞菌颇为聪明，它们在自身线粒体ppm相当高时才开端族群放电，消除毒素细胞内，破坏肺部该组织，大幅进一步提高严重损害肺部特性的旨在。

治疗处理过程中，CF病人所需不断地使用抗病毒。然而，；也；也单胞菌天生对多数抗病毒有抗药性，而且能短时间地消除抗药性突变，这就让停滞不前！多年下来，CF病患终究受困于无药可治的原野里面，理应疾病折磨才于步向。如果心想需要合作开发成族群放电的抑制剂，CF病人或许就能力图解脱。

克莱芙曾有在一个采访中说过：“相比较肺癌这样实践性颇为超强的研究成果行业，生若无发亮或者节律是颇为基础的研究成果，研究成果医务人员对它的热情必须发自肺腑才行。”他未忘了的是，正是因为生若无发亮的研究成果，数据分析化学家们才逐步将他的“族群放电”开创，如今又不知不觉地将基础研究成果引入了实践中的。

三

病原体在窃不行

近些年，研究成果医务人员早已开始四人药若无研制出韩国公司，尝试合作开发族群放电抑制剂，希冀为对抗疾病造成技术的发展，让病人不日后被病原体的耐药性顾虑，尽力进入“后抗病毒时代”。感头痛的是，很多狡猾的病原体耐心十足。它们告诉，凭借一己之力，单个病原体不会被宿主这样一来地清理消除。于是，它们静静地克利、分崩离析、生物体，排队时机成熟，直到它们认为族群大幅进一步提高了一定的需求量，才发起自愿军事行动，协同作战，还击宿主。可见，它们绝非“乌合之众”。正因如此，数据分析化学家族群和精细化工韩国公司现阶段还没未合作开发成可行的药若无来对付病原体的“族群放电”，攻破病原体堡垒。

族群放电示意图丨幻灯片特别联于Instagram

就是这样一群“精锐之师”，亦有天敌。当今上早早已有其它若无种比全人类快一步还击者了它们的悄悄，那就是噬芽孢——一种侵袭病原体的病原体。

一天，布鲁克什的一位研究成果生拉尔佩（Justin Silpe）提成了一个大胆的构想，认为病原体不会窃不行病原体的互动。布鲁克什虽然心怀怀疑，但是仍然让他自由探索。拉尔佩用一种叫认真VP882的噬芽孢去感染沙门宰菌。他辨别到，噬芽孢不会浓缩宿主的分子会波形，但并不参与病原体的互动，而是运用它来最终还击病原体的等待时间。当波形越发超强时，病原体就告诉病原体的族群需求量同样大，是时候消除子代、裂解宿主了！释放出来成的新噬芽孢日后去感染其它的病原体，让病原体大军全军覆没。

就在拉尔佩刊发该项研究成果成果的前一年，巴勒斯坦魏茨曼自然科学研究成果所的一个研究临时工团队证实了病原体中也具体来说着互动系统设计。索雷克（Rotem Sorek）和他的临时工团队本来想运用噬芽孢感染病原体，日后辨别病原体对噬芽孢的反攻是死对头还是群起而攻之，却有了一个发生意外的断定。病原体很安静，病原体在喧嚣，原来病原体即将用自己的语言学传递信息。噬芽孢告诉在宿主线粒体里面什么时候该潜藏在，什么时候该进攻。随着研究成果的再进一步深入，索雷克断定噬芽孢应用的波形分子会是一种寡肽类，并将这种分子会命名为“仲裁员（arbitrium）”。

通过对病原体的研究成果，数据分析化学家对微生若无们的族群放电系统设计又多了一分了解，为对付微生若无感染找了新突破口。可是我们不可告诉，微生若无无处不在，并且在地球上早已具体来说了几十亿年。数据分析化学家们的未来虽美，但路漫漫其修多于兮！

感谢宾夕法尼亚大学严兢客座教授的管理学指导和耐心审阅！

主要简介

[1]（法）古斯塔夫·什庞著，董超强译：《乌合之众：族群精神病学》，浙江文则艺成版社，2018年。

[2] Frank H. Johnson, Edmund Newton Harvey (1887-1959), National Academy of Sciences, 1967。

[3] L. Stephen Coles, Bernard Strehler(university of Southern California, Professor of Biology), Journal of Anti-aging Medicine, Volume 4, Number3,2001,p:233-234。

[4] Tinsley H. Davis，Profile of J. Woodland Hastings，Proceedings of the National Academy of Sciences Jan 2007, 104 (3) 693-695。

[5] Farooq Ahmed，Profile of Bonnie L. Bassler，Proceedings of the National Academy of Sciences Apr 2008, 105 (13) 4969-4971。

[6] Tinsley H. Davis，Biography of E. P. Greenberg，Proceedings of the National Academy of Sciences Nov 2004, 101 (45) 15830-15832。

[7] 加拿大疾控中心该网站关于囊性溃疡的介绍。_fibrosis.htm#:~:text=Cystic%20fibrosis%20(CF)%20is%20a,makes%20infections%20more%20likely%3B%20and

[8] Bernard L. Strehler, Milton J. Cormier, Factors Affecting the Luminescence of Cell-Free Extracts of the Luminous Bacterium, Achromobacter fischeri, Archives of Biochemistry and Biophysics，1953: p16-33。

[9] Susan Brink, A Virus Can Eavesdrop On Bacterial Communication, December 13, 2018.

[10] Elie Dolgin, The Secret Social Lives of Viruses, Nature, 18 June 2019。

来自：返朴

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