蛾肠道细菌通过制造抗生素来保护其宿主

近一半的昆虫都是食草动物，但它们的饮食不仅仅是植物材料。在盛宴期间潜在有害微生物滑入并不罕见。在1月19日发表在细胞化学生物学上的一项研究中，研究人员报告说这些昆虫使用讽刺策略抵抗微生物感染。通常在棉叶虫和其他飞蛾的肠道中发现的细菌物种分泌强大的抗菌肽，杀死竞争者，同时保护宿主免受病原体侵害。

“长期以来人们一直认为天然肠道细菌是宿主防御的重要组成部分，但到目前为止，负责任的物种和分子机制尚未得到明确证实，”浙江大学的第一作者Yongqi Shao说。“我们证明昆虫的进化成功部分基于与肠道微生物的共生关系，肠道微生物与它们的宿主共同进化了数百万年。”

昆虫是地球上最大的动物群，有超过一百万种已知物种。作为世界上最重要的食草动物，昆虫摄取通常在植物或周围环境中发现的微生物，但它们对感染具有显着的抵抗力。在脊椎动物和无脊椎动物

中越来越多的证据表明，肠道细菌可以保护宿主免受侵入的微生物的侵害。但是，很少发现具有这种保护作用的物种，这使得分子的作用机制不明确。

这个问题的一个线索来自马克斯普朗克化学生态研究所的Shao和高级研究作者Wilhelm Boland正在研究棉花叶蛾(Spodoptera littoralis)，它是温带地区最普遍的昆虫食草动物之一，并造成巨大的

经济损失。作物生产。他们注意到，在幼虫发育期间，定植这种害虫的肠道微生物的组成发生了显着变化。虽然幼虫居住着各种有毒的肠球菌，但较老的幼虫以E. mundtii为主，很少被记录为病原体

。基于这些有趣的观察，研究人员着手确定影响昆虫发育过程中肠道微生物组成的因素。为此，他们从棉叶虫幼虫中分离出不同的肠球菌种，并检查它们如何相互竞争。他们发现E. mundtii通过分泌

一种名为mundticin KS 的抗菌肽来抑制其他相关细菌的生长。虽然这种毒素在幼龄幼虫中检测不到，但由于E. mundtii种群的扩大，它们在较老的幼虫中大量增加，从而以惊人的效率塑造微生物组。

“抗菌药物通过为E. mundtii提供竞争优势促进共生，促进其在肠道微生物组中的优势，同时保护棉叶虫免受病原体侵害，”Boland说。“我们希望与产生抗生素的细菌的保护性联系是昆虫对抗微生

物入侵者的常见策略。”

在未来的研究中，研究人员将研究其他昆虫物种中是否存在类似的机制，并寻找在宿主发育期间塑造微生物组的其他有毒化合物。最后，调查结果可能对农业和健康产生广泛影响。例如，抗菌肽可用

作食品防腐剂，了解土着肠道居民的作用可有助于开发针对食草害虫的新型生物防治策略。

“我们的研究也为医学研究提供了有趣的方法，”邵说。“许多常规抗生素正面临越来越多的抗药性问题。作为进化上保守的武器，细菌素作为传统抗生素的替代品具有巨大的潜力。”