摘要：巴塞尔大学的研究人员发现，细菌可以通过一般的危险信号提前感知威胁。细菌可以检测到附近细胞的死亡，并主动形成保护性生物膜。了解细菌如何交流和应对威胁对于对抗感染至关重要。细菌不断地为生存而斗争，面临着来自免疫细胞、抗生素或噬菌体（只感染细菌的病毒）的威胁。在进化

病原菌铜绿假单胞菌形成保护性生物膜。（图片：巴塞尔大学纳米成像实验室 SNI/Biozentrum）。

巴塞尔大学的研究人员发现，细菌可以通过一般的危险信号提前感知威胁。细菌可以检测到附近细胞的死亡，并主动形成保护性生物膜。了解细菌如何交流和应对威胁对于对抗感染至关重要。

细菌不断地为生存而斗争，面临着来自免疫细胞、抗生素或噬菌体（只感染细菌的病毒）的威胁。在进化过程中，细菌已经发展出许多策略来保护自己免受此类危险。但细菌如何感知环境中的潜在威胁并采取保护措施呢？

在最近的研究中，巴塞尔大学生物中心的 Knut Drescher 教授领导的研究人员发现，细菌细胞壁的碎片，即所谓的肽聚糖，可以作为指示环境中危险的警报信号。

“这些分子是一种普遍的危险信号，不仅同种细菌可以识别，不同物种的细菌也可以识别，”Drescher 说，“当细菌被噬菌体或抗生素杀死时，就会释放肽聚糖。”

细菌通过产生一种称为 c-di-GMP 的小信号分子来响应这种危险信号，从而触发生物膜的形成。生物膜是嵌入粘稠基质中的活细菌的复杂三维结构。“对于霍乱弧菌，即使是短暂接触细胞壁碎片也会触发生物膜的形成，”该研究的第一作者 Sanika Vaidya 解释说。在生物膜内，细菌受到保护，免受噬菌体、免疫细胞和抗生素的攻击。

研究人员不仅在霍乱病原体中观察到了这种行为，而且在其他危险的、通常具有多种耐药性的病原体中也观察到了这种行为，例如铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、金黄色葡萄球菌和粪肠球菌。

不同物种的细菌对相同的危险信号做出反应这一事实表明了一种普遍的生存策略。“有趣的是，人类免疫细胞也将肽聚糖片段识别为感染信号，”Drescher 强调道。“这凸显了细菌和人类防御机制之间令人惊讶的相似之处。”

这种普遍的生存策略可能解释了为什么生物膜在各种环境中发挥着如此重要的作用——从自然生态系统到人类感染。然而，这项研究提出了新的问题：细胞壁碎片是否会激活生物膜形成之外的其他保护机制？这些新见解如何应用于更有效地对抗形成生物膜的病原体？

原始出版物

Sanika Vaidya、Dibya Saha、Daniel KH Rode、Gabriel Torrens、Mads F. Hansen、Praveen K. Singh、Eric Jelli、Kazuki Nosho、Hannah Jeckel、Stephan Göttig、Felipe Cava 和 Knut Drescher。
细菌利用外源肽聚糖作为危险信号来触发生物膜形成。
《自然微生物学》（2025 年），doi：10.1038/s41564-024-01886-5

来源：人工智能学家