英国皇家霍洛威大学、伦敦大学和牛津大学的研究人员在田间里研究了细菌致病菌株和非致命菌株的动态竞争(competitive dynamics)。
细菌越来越被认为成群生活而且相互作用，并且分享着诸如毒力因子、生物膜(biofilm)和用来吸收铁的蛋白。它们通过合作来利用这些共享的资源。
然而，就人类而言，这种类型的合作遭受着利用他人的辛苦劳动而不能作出自己贡献的“欺骗者(即欺骗性细菌)”的威胁。
根据一篇于2012年7月6日发表在《科学》期刊上的论文，研究人员第一次在自然环境下利用苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis)开展研究。
论文第一作者、皇家霍洛威大学生物科学学院研究员Ben Raymond博士说，“当资源稀缺时，合作者和欺骗者表现得很好，但是欺骗者不能完全排除合作者，这是因为毒素产生是获得毛虫宿主体内丰富资源所必需的。我们也发现合作者倾向于与田间里的其他合作者间杂地生活在一起，这就意味着欺骗者只有有限的机会利用毒素产生者。这是非常重要的，因为在患病期间，细菌毒素导致损伤产生，因此很多细菌致病物分泌毒素是为了攻击它们的宿主。苏云金杆菌是一种重要的生物杀虫剂，因能够产生大量毒素而得到广泛应用。如今，我们理解在田间里大规模利用这些代谢上代价高昂的产物为何保持稳定的原因。”
包括霍乱弧菌、大肠杆菌和链球菌在内的很多危险性物种的非致病菌株和致病菌株在自然中都是共同生存的。这项新研究可能有助于科学家们理解如何和为何它们共同生存。(生物谷：Bioon.com)
本文编译自Scientists reveal how natural systems limit the spread of "cheating" bacteria
doi:10.1126/science.1218196
PMC:
PMID:
The Dynamics of Cooperative Bacterial Virulence in the Field
Ben Raymond1,*, Stuart A. West2, Ashleigh S. Griffin2, Michael B. Bonsall2,3
Laboratory experiments have shown that the fitness of microorganisms can depend on cooperation between cells. Although this insight has revolutionized our understanding of microbial life, results from artificial microcosms have not been validated in complex natural populations. We investigated the sociality of essential virulence factors (crystal toxins) in the pathogen Bacillus thuringiensis using diamondback moth larvae (Plutella xylostella) as hosts. We show that toxin production is cooperative, and in a manipulative field experiment, we observed persistent high relatedness and frequency- and density-dependent selection, which favor stable cooperation. Conditions favoring social virulence can therefore persist in the face of natural population processes, and social interactions (rapid cheat invasion) may account for the rarity of natural disease outbreaks caused by B. thuringiensis.
