这是一种筛选方法，主要用于检测用于调节细胞行为的信号，在沙门氏菌上（Salmonella）有生物传感器在工作。图片来源：Erez Mills/Miller Lab/Univ. of Wash.
知道细菌是如何根据环境信号来调节行为可以帮助我们解决由细菌导致的生物污染以及细菌耐药性等问题。
科研人员研究出了一种快速方法，用于帮助检测细菌是如何感知周围的环境并做出反应这两种行为。
细菌能够接受外来的信号，再将这些信号施加于内部的信号通路，从而来直接指导它们自己的行为。这种对周围环境的监测可以使得细菌在恶劣的环境下触发相应的存活策略，例如在缺乏营养素或者周围环境存在相应的抗生素的条件下生存下来。
2015年6月9日发表在Science Signaling上的封面文章，微生物学家们发表了他们在研究食源性致病菌沙门氏细菌时所发现的细菌能感知周围环境的现象。沙门氏细菌在条件不同的位置以及其周围的环境中都能及时调适，其中一个安全策略就是沙门氏细菌相互聚集从而形成类似于生物膜的结构：这是细菌的一种聚集状态，形成一个具有保护功能的外壳。
沙门氏菌的生物膜可以在许多物质的表面持久生长，从而使得该细菌对于感染控制措施具有抵抗作用，这对于食品加工工业来说是一个大难题。根据食品药品监督管理局（Centers for Disease Control and Prevention）的数据显示，仅沙门氏菌每年就会导致美国120万人感染疾病。
科研人员在文章中指出，之所以能够如此迅速地适应环境，沙门氏菌需要确定它们所处的位置，到底是在胃液中，还是在细胞内部，还是在工厂里或者是其它物质表面。研究人员补充道，沙门氏菌是目前研究最多的细菌治病微生物，然而，对于沙门氏菌感知周围环境的研究却少之又少。
科研人员主要有来自于华盛顿大学（University of Washington），医学、微生物学、免疫学以及基因科学教授Samuel I. Miller实验室的Erez Mills、Erik Petersen和Bridget R. Kulasekara。
他们描述了一种新的筛选方法，设计并确定了沙门氏菌获取的环境因子，同时还调节了第二信使分子量。
第二分子是cyclic-di-GMP，在许多种类的细菌中能根据环境的变化做出反应，来控制细菌的运动以及生物膜的形成，然而，到目前为止，沙门氏菌中调节cyclic-di-GMP的特殊信号依然是一个未解之谜。
科研人员发现很多环境信号能够调节沙门氏菌体内的cyclic-di-GMP，进而改变其表面生物膜的形成。
他们筛选信号以及细菌行为的过程中使用了很多尖端的技术，包括对于cyclic-di-GMP进行设计的基因工程的生物传感器。同时还使用了显微镜和流式细胞仪，流式细胞仪是用于检测悬浮在液体中的细胞信号的基于激光的检测设备。
科研人员说：我们所找到的最感兴趣的信号是L-精氨酸（L-arginine），是人体二十种必须氨基酸之一。科研人员继续解释道，沙门氏菌能够对于非常低浓度的L-精氨酸做出反应，这个量对于使用营养来源来说实在是微乎其微。
科研人员认为，细菌能够感知如此低浓度的L-精氨酸告诉我们，细菌存在着某种环境机制，可以促进细菌来迅速地适应环境。
科研人员说：今后的主要工作在于确定L-精氨酸所适用的环境类型，以及细菌针对L-精氨酸所做出的反应。
本研究除了提供了一个研究沙门氏菌如何感知周围化学环境的新方法之外，科研人员还设计能用于其它种类细菌研究的方法，可以增加我们对于微生物感知方面的认识。
这一研究的应用场景可以包括对抗抗生素的耐药性，以及改善农业和工业环境中的细菌生物污染等。
上一篇：令人尴尬的生物识别技术
下一篇：食品抽检“不合格”是怎么来的
海博微信公众号
海博天猫旗舰店
