科技日報記者 張佳欣

在顯微鏡下的微觀世界里，那些我們肉眼看不到的小生命，每天都上演著驚心動魄的“饑餓游戲”。最近，美國亞利桑那州立大學、瑞士蘇黎世聯邦理工學院以及瑞士聯邦水科學與技術研究所組成的國際科研團隊，發(fā)現了一種令人毛骨悚然的微生物生存策略。當營養(yǎng)匱乏、資源短缺的時候，一些細菌會“黑化”，動用一種特殊“武器”殺死周圍的同類，然后一點點地把對方吃掉。沒錯，它們靠吃“鄰居”來活下去。

這種“武器”叫作“第六型分泌系統(tǒng)”（T6SS），是一種看起來像微型魚叉槍的裝置。細菌會用它刺穿周圍的其他細胞，并注入致命毒素，使對方細胞破裂而死。

以往科學家認為，T6SS是細菌在擁擠環(huán)境中用來清除競爭者的“武器”，目的在于“爭地盤”。但最新研究表明，這套系統(tǒng)不僅可以“打仗用”，還能“進食用”。當營養(yǎng)匱乏、無力獨自生長時，細菌會精準調控T6SS，有目的地獵殺鄰居，從中“榨取”營養(yǎng)，維持自身生存。

科學家是如何發(fā)現這一點的呢？他們使用時間延遲攝影、基因編輯和化學標記等技術，“親眼目睹”了這個過程的發(fā)生。無論是海洋細菌，還是人類腸道中的微生物，當它們在營養(yǎng)稀缺的環(huán)境中生存時，那些擁有T6SS的細菌會主動攻擊鄰居，吸收“死者”釋放出的內部物質作為營養(yǎng)，從而達到生存目的。

科學家還專門設計了一組實驗，通過基因工程關閉了某些細菌的T6SS功能。結果發(fā)現，在缺乏營養(yǎng)的環(huán)境下，這些“手無寸鐵”的細菌根本無法生長；而同樣條件下，那些保留T6SS的細菌卻茁壯成長。這說明，它們的生存確實依賴于“謀殺并進食”。

令人震驚的是，這樣的“細菌捕食”行為并非實驗室里的特例。科學家分析了全球海洋中不同環(huán)境的細菌基因數據，發(fā)現類似的武器系統(tǒng)廣泛存在。

也就是說，只要資源一旦緊缺，有些細菌就會“變臉”。

試想一下，如果科學家能控制這些細菌“武器”的開關機制，或許可以制造出會主動攻擊有害細菌的“智能益生菌”。又或許，科學家還能借助類似T6SS的結構，開發(fā)出能精準將藥物注射進病菌體內的新型抗生素。

更廣泛地講，在自然界中，這種機制甚至可能影響整個碳循環(huán)。細菌在海洋中負責分解藻類、回收碳，如果這些細菌被“吃掉”，會改變碳的去向，是留在海底，還是重新釋放到大氣中，有待進一步研究。