據(jù)外媒報道，來自勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的一個研究小組正在深入研究一種奇特的、由細(xì)菌制造出來的納米機(jī)器，據(jù)悉，這種機(jī)器可以加快微生物學(xué)的發(fā)展。這個被叫做tailocins的武器可以只對特定的敵人發(fā)起攻擊。

　　參與該項研究的科學(xué)家Vivek Mutalik解釋稱：“Tailocins是由細(xì)菌制造的超強(qiáng)蛋白質(zhì)納米機(jī)器。它們看起來像噬菌體，但它們沒有殼體，殼體是包含病毒DNA和復(fù)制機(jī)制的噬菌體的‘頭’。所以，它們就像一根彈簧針，穿過細(xì)胞膜，在細(xì)胞質(zhì)上開一個洞，這樣細(xì)胞就會失去離子和內(nèi)容物然后崩潰?！?/p>

　　各種各樣的細(xì)菌都能產(chǎn)生tailocins且似乎是在壓力條件下產(chǎn)生的。由于tailocins只對特定的菌株致命--事實(shí)上，這種病毒的特異性如此之強(qiáng)以至于它們獲得了“細(xì)菌自導(dǎo)導(dǎo)彈”的綽號--tailocins似乎是細(xì)菌用來跟對手競爭的工具。由于它們跟噬菌體的相似性，科學(xué)家認(rèn)為tailocins最初是在病毒感染期間由DNA插入細(xì)菌基因組中的，而在進(jìn)化過程中，細(xì)菌丟棄部分噬菌體DNA雖沒有用但卻保留了對它們自身有好處的部分。

　　但tailocins不像大多數(shù)通過進(jìn)化選擇的能力，它不能拯救個體。根據(jù)Mutalik的說法，如果細(xì)菌產(chǎn)生tailocins，它們就會被殺死，就像它們被真正的噬菌體病毒感染一樣。但釋放后，tailocins只針對特定菌株而不會傷害宿主譜系中的其他細(xì)胞。

　　“它們雖然讓同類受益，但卻犧牲了自己，這是一種利他行為。但我們還不明白這種現(xiàn)象在自然界中是如何發(fā)生的，”Mutalik說道。與此同時，科學(xué)家們也不清楚tailocins的刺針是如何起作用的。

　　伯克利合作團(tuán)隊在他們最近的一篇論文中探索了tailocins如何攻擊特定菌株的遺傳基礎(chǔ)和物理機(jī)制，另外，他們還研究了tailocins生產(chǎn)者和它們目標(biāo)菌株之間的遺傳相似性和差異性。

　　生物學(xué)家在檢查了12種已知使用tailocins的土壤細(xì)菌后發(fā)現(xiàn)附著在外膜上的脂多糖的差異可以決定一種菌株是否被特定的tailocins鎖定。

　　“我們所研究的細(xì)菌生活在一個具有挑戰(zhàn)性的、資源匱乏的環(huán)境中，所以我們想知道它們是如何使用tailocins為生存而戰(zhàn)的，”這項研究的論文聯(lián)合作者Adam Arkin表示。

　　Arkin指出，盡管科學(xué)家們在實(shí)驗(yàn)室里很容易誘導(dǎo)細(xì)菌產(chǎn)生tailocins，但仍有許多未解的問題存在，像如何在自然環(huán)境中部署tailocins、如何以及為什么特定的菌株會跟被精準(zhǔn)定位成刺客的目標(biāo)。

　　“一旦我們了解了靶向機(jī)制，我們就可以開始自己使用這些tailocins，”Arkin補(bǔ)充道，“醫(yī)學(xué)的潛力顯然是巨大的，但對于我們所做的科學(xué)來說也是不可思議的，我們正在研究環(huán)境微生物如何相互作用以及這些相互作用在重要生態(tài)過程中的作用如碳固存和氮處理?！?/p>

　　目前，要弄清楚群落中每個微生物在做什么是非常困難的，因?yàn)榭茖W(xué)家們無法輕易地增加或減少菌株并觀察其結(jié)果。而如果利用適當(dāng)?shù)膖ailocins則能讓這些實(shí)驗(yàn)?zāi)芨尤菀椎玫酵瓿伞?/p>

　　Mutalik, Arkin和他們的同事也在進(jìn)行后續(xù)研究，旨在揭示tailocins的作用機(jī)制。他們計劃利用伯克利實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)成像設(shè)備，對整個過程進(jìn)行原子水平的快照，從泰洛辛與目標(biāo)細(xì)胞結(jié)合的那一刻起，一直到細(xì)胞收縮。從本質(zhì)上說，他們將拍攝一部微觀的殺戮電影。