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mBio:神奇!首次证实细菌释放挥发物促进真菌生长!

来源:生物谷 2016-03-17 10:09

2016年3月17日/生物谷BIOON/--在一项新的研究中,法国研究人员发现一种细菌性病原体释放的挥发性化合物促进囊性纤维化(cystic fibrosis, CF)病人肺部感染中发现的真菌性病原体生长。这一发现首次证实一种病原体通过空气释放信号,从而直接促进另一种病原体生长。相关研究结果发表在2016年3月15日那期mBio期刊上,论文标题为“Volatile Compounds Emitted by Pseudomonas aeruginosa Stimulate Growth of the Fungal Pathogen Aspergillus fumigatus”。

细菌铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和真菌烟曲霉菌(Aspergillus fumigatus)是在肺部微生物群中经常一起发现的机会致病菌。之前的研究已证实当这两种致病菌直接接触时,绿假单胞菌产生化合物抑制烟曲霉菌生长。鉴于细菌经常产生能够在空气中扩散的挥发性化合物,法国巴斯德研究所曲霉部门成员Jean-Paul Latgé、Christoph Heddergott和Benoit Briard想知道铜绿假单胞菌和烟曲霉菌是否也能够通过挥发性信号进行沟通。

Latgé说,“非常令我们吃惊的是,铜绿假单胞菌产生的挥发物促进烟曲霉菌生长。更令人吃惊的是,我们发现这些挥发物实际上被这种真菌摄取从而促进生长。”

为了测试挥发性化合物如何可能在微生物之间传播和影响微生物,Heddergott和Briard将一个小的装有烟曲霉菌的培养皿放置到一个大的装有绿假单胞菌的培养皿内侧上。通过将这两种培养皿进行物理隔离,这两种微生物共享培养皿表面上方的空气。

Heddergott说,“我们只是将这两种微生物放在附近,几天之后,我们吃惊地观察到烟曲霉菌生长得更快,并且朝向铜绿假单胞菌那边生长。这真正地表明促进物质[来自这种细菌]。”

为了发现它可能是什么,Heddergott使用特殊纤维吸附每种病原菌释放出的挥发性化合物,然后鉴定出它们。他随后每次测试铜绿假单胞菌产生的众多挥发物中的一种对烟曲霉菌的影响。

Heddergott说,“当这种真菌与这种细菌以相同浓度共同培养时,特别恶臭的含硫挥发物促进这种真菌生长。”他将这种挥发物缩小到一种空气传播的化合物,它主要负责这种促进作用,它就是二甲基硫醚(dimethyl sulfide)。

鉴于硫是烟曲霉菌生长所需要的一个必须元素,研究人员测试了二甲基硫醚是否确实被这种真菌摄取并作为食物使用。为此,Heddergott和Briard将这种真菌放置一盘缺乏硫的食物上,然而往空气中泵入二甲基硫醚。他们证实当二甲基硫醚存在时,这种真菌生长得更好,而且直接从空气吸入二甲基硫醚。

Latgé说,“在此之前,没有人曾认为一种真菌能够依赖含硫挥发性化合物生长。”Latgé说,就CF病人肺部感染而言,这可能解释着为何铜绿假单胞菌通常首先在肺部定植,烟曲霉菌随后定植:“当这种真菌到达病人肺部时,肺部拥有释放这种挥发物的细菌时将有助这种真菌本身建立感染。”

理解这些微生物之间的关系和它们如何在肺部定植可能导致人们发现更好的方法来阻止细菌-真菌共感染。这种共感染导致CF病人肺部功能下降和症状恶化。(生物谷 Bioon.com)

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Volatile Compounds Emitted by Pseudomonas aeruginosa Stimulate Growth of the Fungal Pathogen Aspergillus fumigatus

doi:10.1128/mBio.00219-16

Benoit Briard*, Christoph Heddergott, Jean-Paul Latgé

Chronic lung infections with opportunistic bacterial and fungal pathogens are a major cause of morbidity and mortality especially in patients with cystic fibrosis. Pseudomonas aeruginosa is the most frequently colonizing bacterium in these patients, and it is often found in association with the filamentous fungus Aspergillus fumigatus. P. aeruginosa is known to inhibit the growth of A. fumigatus in situations of direct contact, suggesting the existence of interspecies communication that may influence disease outcome. Our study shows that the lung pathogens P. aeruginosa and A. fumigatus can interact at a distance via volatile-mediated communication and expands our understanding of interspecific signaling in microbial communities.

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