《自然》子刊：這當真是成精了！科學家首次拍到細菌用長長秀髮「搶」DNA的瞬間（多圖）｜科學大發現

首先讓我們看一下下面這張動圖↓

你覺得這張圖裡動來動去的綠色「長鼻子」是什麼呢？你應該怎麼也想不到，這是一個細菌正在大搖大擺「搶劫」DNA的場景吧！

這是印第安納大學研究者利用他們開發的最新型染料，才能在顯微鏡下記錄的珍貴圖像資料。霍亂弧菌（Vibrio cholerae）伸出不到頭髮萬分之一細的菌毛，靈活地從環境中攝取DNA化為己用！研究發表在《自然微生物學》雜誌上[1]。

該機制也是細菌獲得耐藥性的一大途徑。這幫小鬼靈精，讓自己變強大可不光靠努力傳代努力突變，別人有好的耐葯基因，那就拿來用嘛！

這麼一說還有點像釣魚

大部分的革蘭氏陰性菌和少數革蘭氏陽性菌表面存在著菌毛。這些毛毛比頭髮絲可細得多了，直徑只有3-7nm，普通的光學顯微鏡下是根本看不到的。

這個細菌的菌毛嘛，也是分好幾種的，比如說普通菌毛，它長這樣↓

嗯，不知道為什麼讓人想到了……

不管了這頭濃密的秀髮能夠幫助細菌牢牢抓住附著物。比如說病原菌侵入人體的時候，就是靠著這些普通菌毛黏在組織上的，沒有這些毛毛它們可能都算不上啥大威脅。

普通菌毛也比較短，一般也就0.5-6μm，另一種特殊的菌毛就纖細窈窕得多了，它的名字也令人充滿那啥的幻想——性菌毛。

就是中間這條長~長的毛。性菌毛可長達20μm，數量也比較稀少，一個細菌只能擁有個位數的性菌毛。

這個性菌毛么，功能也故名思義，就是，咳咳……就是交換DNA啊，想啥呢！

性菌毛比起普通菌毛又粗又長，中間還是中空的。當兩個細菌遇見，確認好了眼神，一個就伸出菌毛黏住對方，然後慢慢靠近、慢慢靠近……

後面的故事有不同的版本，有人說是DNA會通過中空的菌毛轉移，也有說法認為兩個細菌會緊緊貼在一起直接轉移。

不管咋說這就完成了遺傳信息的傳遞了嘛。學者們一般認為，這就是細菌的「有性生殖」了。

不過啊，印第安納大學研究者標記的菌毛不是它倆，而是一種叫做四型菌毛（T4P）的酷炫菌毛。你問我為啥酷炫，這麼甩難道不酷炫嗎……（此處是一句南京話，南京的朋友請舉手）

四型菌毛可厲害了，人家性菌毛起碼還要對一對眼神你情我願地交換，你這是一言不合看中了就直接上手搶啊！[2]

這還多虧了研究者們去年發表在《科學》上的研究成果，新技術實現了熒游標記菌毛的同時不影響它的功能，要不我們還看不見這種強盜行徑呢！[3]

你看，普通的顯微鏡我們普通的看，只是普普通通的一隻菌，呸，兩隻菌↓

歲月靜好……

但是新技術之下馬上原型畢露，霸道兇殘，手還挺快！

拿來吧你！

看個分解動作！！還挑著拿！很挑剔啊！

這些DNA被四型菌毛一把扯進了細菌里，就是從菌毛長出來的那個小洞……講真，研究者估計那個洞的直徑可能有7-8nm，而被攝取的雙鏈DNA約摸有個150bp，大概得有50nm長吧，穿過來的時候DNA不知得擠成什麼樣……

第一作者Elison認為，要不是這些菌毛在，DNA自然通過這個孔洞進入細菌的機率可以說是微乎其微了。

這可一點都不有趣。這種從外部獲取DNA的行為，正是細菌得到耐藥性的一大途徑，如果給它們配個台詞，那麼大概就是，「拿來吧，你的祖傳耐葯基因！」

現在這麼一看，不管是普通菌毛幫助附著增加致病性，還是性菌毛和四型菌毛從外部獲取基因，都對人類沒啥好處。

哦對了，菌毛本身還有抗原特性，最騷的操作是菌毛它愛掉啊，掉完了還能長新的，新菌毛的抗原性和舊的還不一樣……[4]

想到這裡，別管科學家們的神之P圖手把菌毛P得多好看↓

我想到的操作只有一個，那就是

編輯神叨叨

奇點糕進化論

參考資料：

[1]https://www.nature.com/articles/s41564-018-0174-y#Sec17

[2]http://www.pnas.org/content/110/8/3065

[3]http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aan5706

[4]https://en.wikipedia.org/wiki/Pilus

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作者 | 代絲雨

今天也是為頭髮太多而煩惱的一天呢！

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