城市環境所揭示阿米巴原蟲捕食細菌的分子機理

　　隨著工業化及城市化的快速發展，土壤及水體等環境中的重金屬污染日趨嚴重。重金屬污染可以誘導細菌對重金屬和抗生素等的抗性，這些抗性微生物大多具有潛在的致病性，甚至可能成為“超級細菌”從而危害人類健康。盡管工農業污染地等寡營養環境并不利于病原菌的繁殖和傳播，但在被阿米巴等原生動物捕食后，一些病原菌能在其細胞內存活。充滿細菌的原生動物細胞便如同一個個特洛伊木馬，保護病原菌免受不良環境的脅迫。因此，阿米巴等原生動物在捕食細菌的同時，反而對病原菌的存活和傳播起到了促進的作用。

　　 近日，中國科學院城市環境研究所朱永官、Christopher Rensing的合作團隊在國際期刊《分子微生物學》（Molecular Microbiology）在線發表了關于阿米巴原蟲銅介導的噬菌機制的研究論文：A role for copper in protozoan predation  -two billion years selecting for bacterial copper resistance (DOI: 10.1111/mmi.13483)。該論文的第一作者為郝秀麗。該研究成功構建了Dictyostelium discoideum和Paracercomanas crassicauda兩套原生動物模型，從一個全新的角度闡述了原生動物對細菌銅抗性基因（簇）的選擇作用。研究發現，阿米巴原蟲在捕食細菌的過程中，利用Cu(I)攻擊被吞噬細菌蛋白中的鐵硫簇，同時結合Fenton反應產生高毒性的活性氧簇，殺死胞內細菌。為了抵御原生動物的捕食，細菌進化出一系列銅抗性機制，以抵抗銅的毒害作用，這些抗性系統被認為與病原菌毒力因子密切相關。

　　重金屬污染環境通常被認為是產生重金屬抗性細菌的主要選擇壓力。該研究獨辟蹊徑，從進化的角度出發，證明除污染環境所產生的選擇壓力外，阿米巴等原生動物的捕食也是細菌獲取及維持重金屬抗性基因（簇）的一種重要的選擇壓力。該研究成果極大地擴展了目前對細菌重金屬抗性基因選擇及進化過程的認識，所建立的原生動物模型，對評估潛在的環境病原菌具有重要意義。

　　該研究得到了中科院戰略性先導科技專項(XDB15020402, XDB15020302)及中國博士后國際交流項目的資助。