细菌充当最近亲属的催情剂

令科学家惊讶的是，细菌可以作为单细胞海洋生物的催情剂，因为它们是所有动物中最亲近的亲戚。这是在真核生物中引发交配的细菌的第一个已知实例，该真核生物包括所有植物和动物。

生物体，称为choanoflagellates的原生生物，吃细菌，并作为磷虾等小型海洋动物的食物来源。几年前，加州大学伯克利分校的分子和细胞生物学教授，霍华德休斯医学研究所的Nicole King实验室发现，某些细菌使这些单细胞的鞭毛虫(aka choanos)发育成多细胞集落。

这项新发现于8月31日在国王实验室Cell和哈佛医学院的Jon Clardy实验室报道，该研究表明，choanos“窃听”了细菌，以了解他们的环境并规范他们的生活史。

这一发现可能有助于揭示人类和其他动物在过去的6亿年中如何从单细胞生物进化而来。

在这种情况下，生物发光的海洋细菌费氏弧菌(Vibrio fischeri)触发了鞭毛藻(Salifoeca rosetta)群体和交配。交配有时是对不断变化的环境的回应。

“很多进化论都赞成这样的观点，即当条件有压力时就会发生交配，因为你需要对甲板进行重组。有性繁殖后，你将有希望得到一种新的基因等位基因组合，它更适合于在长矛上下来的任何东西。 ，“金说。

另一方面，King在五年前发现一种不同的海洋细菌Algoriphagus machipongonensis使S. rosetta形成了一个让人联想到动物胚胎的菌落。这些多细胞集落不涉及交配，但可以帮助生物更有效地从环境中收获细菌食物。

“细菌非常擅长整合大量有关环境的信息，因为不同种类的细菌具有不同的营养需求.Choanos可能会使用细菌作为环境条件的代表，或者是时候做好生存的时间指示。糟糕的时刻，“她说。

虽然在海洋中无处不在，但是鞭毛虫相对神秘 - 这是King十多年来一直专注于它们的一个原因。2008年，她成为了一个团队的一员，该团队对一种鞭毛虫Monosiga brevicollis的第一个基因组进行了测序，并且在2012年，她的实验室发现了触发多细胞的细菌。

然而，交配是一个谜 - 甚至是有没有参与有性繁殖的人 - 直到她的团队在2013年发现饥饿可能引发交配，尽管只有一小部分细胞会交配。这项新的研究表明，弧菌可引起更快速的反应，大部分细胞在数小时内交配。

“Choanoflagellates在他们的生活史上具有很大的灵活性。他们可以继续无性，但现在我们发现它们也可能是性的，并且在一小时之内，细菌提示会转变为性欲。曝光，“金说。

细菌壮阳药

这一新发现表明，其他生物，包括一些因实验难以配合而难以在实验室内研究的生物，可能需要一点细菌壮阳药才能开始使用。

“一种可能性是这些动物需要来自实验室没有提供的环境细菌的特殊线索，”她说。

在加州大学伯克利分校的研究生Arielle Woznica发现这些细菌开始蜂拥之后，他们与Clardy的实验室合作追踪触发器：一种不断被细菌分泌的蛋白质，他们称之为EroS。

他们表明，EroS是一种软骨素酶，一种降解S. rosetta细胞外基质中发现的特定类型硫酸化分子的酶，以前被认为是动物专用的。他们还发现，如果这种酶功能受到抑制，则不会发生蜂群，并且来自其他水生细菌的软骨素酶会产生催情作用。随着团队调查EroS的工作原理，他们将继续探索细菌和choanoflagellates之间的相互作用。

至于对人类及其细菌伴侣等动物的影响，即所谓的微生物组，King说“我们希望通过研究非常简单的choanos，我们可以识别关键分子，然后进入更复杂的环境。例如，肠道微生物组，并看看这些分子中的一些是否在这种情况下也很重要。“

“我认为通过展示一种新型的细菌诱导行为，我们可能会鼓励其他人研究他们研究的系统，看看他们是否可能错过了细菌在那里发挥作用，”共同第一作者Joseph Gerdt说。哈佛医学院博士后研究员。