噬菌體與細菌到底什么關系?
有細菌的地方就會有噬菌體的蹤影,它們之間是一種什么關系?
自然界中所有生物都處在一個平衡的生態(tài)系統(tǒng)之中。噬菌體和細菌之間的相互關系是一種捕食關系,噬菌體為了生存必須感染細菌,以細菌為食;細菌為了生存就必須拼命抵抗噬菌體的感染。這兩種微生物持續(xù)相互作用,不斷競爭,不斷進化。它們在進化過程中會不斷生成新的“武器”,有點像“軍備競賽”,誰發(fā)展出更厲害的武器,誰就更勝一籌。
噬菌體與細菌的捕食關系,比如老虎和羊的關系。假設一個環(huán)境中只有兩種動物:老虎和羊。如果老虎多了,羊就會變少,如果羊變少了,老虎就沒得吃,老虎自然也會變少,老虎變少了,羊便又多了起來。這樣這兩種生命體的數(shù)量最終會達到了一種平衡狀態(tài)。同理,噬菌體也不能把細菌消滅干凈,而是會和細菌保持一種平衡關系。
實際上,噬菌體有兩種類型:一種類型是溶原性噬菌體。這種噬菌體感染細菌之后,不會馬上發(fā)作(即裂解細菌,專業(yè)術語稱為誘導),而是隱藏在細菌的基因組中,隨細菌基因組一起復制,與細菌共存很長時間,但最終它還要通過發(fā)誘導產(chǎn)生新的噬菌體后代,裂解釋放,然后再去感染新的細菌細胞,這是溶原性噬菌體的一個生命周期。因為溶原性噬菌體寄生需要細菌宿主才能存活,它與宿主形成了共生關系,為了讓自己和宿主抵抗各種環(huán)境以促進其生存,有些溶原性噬菌體會帶有一些毒力基因甚至是耐藥基因,起到了“武裝”宿主的作用。比如我們?nèi)匀挥洃洩q新的導致2011年德國大腸桿菌疫情的大腸桿菌O104:H4可能就是起源于普通大腸桿菌被攜帶志賀氏毒素的噬菌體感染。因為溶源性噬菌體在細菌體內(nèi)不馬上誘導裂解,而是與宿主細菌共生,而且時常會攜帶毒力基因以增強細菌的生存能力,所以在治療選擇上不做考慮。
另外一種是裂解性噬菌體。這種噬菌體感染細菌之后,會立即大量復制,隨后把細菌裂解,釋放大量的后代,然后去感染新的細菌。它與溶原性噬菌體最大的不同,在于裂解性噬菌體攻入細菌之后,能快速起作用,消滅細菌。噬菌體治療一般會選擇裂解性噬菌體,但是,當裂解性噬菌體難以獲得的時候,也可以將溶原性噬菌體進行基因改造,去除其攜帶的有害基因(如毒力基因和耐藥基因,如果有的話),同時將其與溶原性相關的基因刪除,從而將其改造為裂解性噬菌體用于噬菌體治療。


