细菌决定了“你是谁”
2022-02-22
你可能不知道,你的身体只有1%是自己的,其余99%是你身体里细菌的。或许,数据造假是我们打败细菌的新方法。只要不让细菌知道“大军”已成,它们就不会一起去攻击宿主。这样,我们就能成功预防细菌疾病。
你只是“百分之一的人”
细菌在地球上已经存在数十亿年了。细菌十分渺小,肉眼很难分辨。所以,人们通常不会想到自己和它们能有什么关系。
实际上,不仅仅是肠道,人体内外都遍布细菌。生活在人身上的细菌数量和人体细胞数量的比例是10:1。如果把人类身上的细菌看成人体的一部分,那么,一个人的身上只有不到十分之一的部分是真正的“人”。
其實,十分之一的“真人”还不是最糟糕的情况。如果从基因的角度来计算,百分之一的人才是“真人”,因为一个人的遗传基因大概有3万,而附着在人身体上的细菌的遗传基因大约是人类基因的100倍。所以,在一个狂热的微生物学家眼里,你只不过是90%到99%的细菌罢了。
细菌决定了“你是谁”
每个人身上所携带的菌群不同,这种不同是引起人与人之间很多差异的关键,而正是这些差异使我们变得各有特色。
一些人容易招蚊子,因为他们皮肤上的细菌会产生更多可以被蚊子探测到的化学物质。科学家发现,一个人所携带的细菌种类在药物代谢中可以起到难以置信的作用,能决定某种止痛药是否会损害他的肝脏,能决定一些药物是否会对一个人的心脏病起到良好的治疗效果。通过探测一个人肠道中的细菌种类,科学家还能判断这个人是瘦还是胖,而且成功率极高。而对一只雄性果蝇来说,它身上的细菌种类还决定了交配对象是哪只雌性果蝇。
研究表明,一个人的不同身体部位存在的细菌种类也不尽相同,例如肠道上的细菌自成一派,皮肤上的细菌也自成一派。它们之间的差别异常惊人,甚至大于珊瑚礁上的细菌和草原上的细菌之间的差别。
细菌是我们身上无形的盔甲,它们能帮助消化食物,指导人体的免疫系统运行,阻断外界环境带来的伤害,维系我们的健康,让我们活下去。可是,细菌并没有因为这些“功劳”而名声大噪,反而却因为一些致命细菌被人们知晓。
细菌如此微小,如果它们单枪匹马出战,对人体这种庞然大物来说产生不了什么影响,所以它们是协同作战的群体,需要同时发起同一行为,比如一起攻击人体,才能使人生病。
独特的语言
可是,细菌是如何知道自己是处于孤立状态,还是群居状态的?又是如何收到协同作战的命令的?研究表明,细菌能够彼此之间进行交流是因为它们之间有种独特的化学语言。
费氏弧菌是一种美丽的、会发光的海洋细菌。单个的费氏弧菌并不会发光,只有当它们积累到一个特定数量时,所有的细菌才会像接收到命令一样,一起发出像萤火虫一样漂亮的生物荧光。
经过研究,科学家成功破译了费氏弧菌的交流密码。
虽然费氏细菌在独处时不发光,但它体内的一种蛋白质在不断制造、分泌出微小的激素类化学分子。随着细菌成倍增长,充斥在细菌周围的化学分子数量也会越来越多。这时,固定在费氏弧菌表面的接收器,一种受体便开始收集这些分子。渐渐地,化学分子会再次汇聚在一起。当接收器被化学分子填满时,它就会向细菌细胞传递信息,告诉它“大军”已组建完毕,可以启动发光装置了。因为接收器是“标准配置”,容量相同,所以每个细菌接收器几乎会同时被化学分子填满,于是它们便同步发光了。
不只费氏弧菌,科学家发现,所有细菌都存在着类似的内部交流系统,即在每一类菌种中,都有一类化学分子供内部细菌进行交流。这就是细菌王国的通用交流方式,可以称之为细菌的语言。
不过,细菌交流信息的方式有高度的专一性:不同菌种的“语言分子”只能与同类菌种的受体接收器结合。
语言交流使得致病细菌变得强大,难以应对。当少量致病菌种进入人体,即使分泌毒素,它们也不会贸然发动攻击来对付巨大的“宿主”。它们会先等待并开始复制增长,还不时用语言交换信息以统计同伴的数目,再来评估自身实力。当时机成熟,确定有足够数量的细胞数后,它们才会一起进攻人体。一旦它们发起攻击,便是“排山倒海”之势,使宿主发病严重。
破解细菌的“社交用语”
传统抗生素的工作原理一般是杀死细菌,要么让细菌的细胞膜破裂,要么使细菌不能成功复制自己的DNA。实际上,这种暴力的方法加快了细菌的进化速度,所以有了超级细菌,有了全球性感染病问题。
由于细菌进化出很强的多重耐药性,人类已经快没有抗生素能抵抗了。而利用细菌的社交语言,可以为我们提供对抗细菌的新方法。我们只需要让它们无法交流、无法计数,就能达到预防疾病的目的。所以,破译细菌的社交语言使研发出新一代更新、更强的抗生素成为可能。
或许,数据造假是我们打败细菌的新方法。只要不让细菌知道“大军”已成,它们就不会一起攻击宿主。这样,我们就能成功预防细菌疾病。
(《大科技》)