研究人員可以在實驗室中培養的幾種Patescibacteria寄生在另一種更大的宿主微生物的細胞表面。一般來說，Patescibacteria缺乏制造生命所必需的許多分子所需的基因，比如構成蛋白質的氨基酸、形成膜的脂肪酸和DNA中的核苷酸。這使得研究人員推測，許多細菌依賴其他細菌生長。在最近發表在《Cell》雜志上的一項研究中，研究人員首次揭示了不尋常的Patescibacteria生活方式背后的分子機制。這一突破之所以成為可能，是因為發現了一種從基因上操縱這些細菌的方法，這一進步開辟了一個可能的新研究方向的世界。

研究小組對Patescibacteria感興趣有幾個原因。它們是許多鮮為人知的細菌之一，它們的DNA序列在對來自環境來源的物種豐富的微生物群落的基因組進行大規模遺傳分析時突然出現。這種遺傳物質被稱為“微生物暗物質”，因為人們對它編碼的功能知之甚少。

根據《Cell》雜志的論文，微生物暗物質可能包含有潛在生物技術應用的生化途徑信息。它還提供了支持微生物生態系統的分子活動的線索，以及聚集在該系統中的各種微生物物種的細胞生物學。這項最新研究分析的Patescibacteria屬于Saccharibacteria。它們生活在各種陸地和水環境中，但最出名的是棲息在人類的嘴里。至少從中石器時代開始，它們就已經是人類口腔微生物群的一部分，并與人類口腔健康有關。

在人類的口腔中，Saccharibacteria需要Actinobacteria的陪伴，Actinobacteria是它們的宿主。為了更好地理解Saccharibacteria與其宿主聯系的機制，研究人員使用遺傳操作來識別Saccharibacteria生長所必需的所有基因。

研究中發現的可能的宿主相互作用因素包括細胞表面結構，這可能有助于Patescibacteria附著在宿主細胞上，以及可能用于運輸營養物質的特殊分泌系統。作者工作的另一個應用是產生表達熒光蛋白的Patescibacteria細胞。利用這些細胞，研究人員對與宿主細菌一起生長的Patescibacteria進行了延時顯微熒光成像。研究人員報告說，一些Patescibacteria通過附著在宿主細胞上，反復出芽，產生小的蜂群后代，從而充當母細胞。這些小細胞繼續尋找新的宿主細胞。一些后代，反過來，成為母細胞，而其他的似乎與宿主無效地相互作用。研究人員認為，額外的基因操作研究將為更廣泛地理解他們所描述的“這些生物體所包含的豐富的微生物暗物質儲備”的作用打開大門，并有可能揭示尚未想象到的生物機制。

西雅圖系統生物學研究所(Institute for System Biology)的Nitin S. Baliga說:“雖然宏基因組學可以告訴我們哪些微生物生活在我們的身體上和體內，但單靠DNA序列并不能讓我們了解它們的有益或有害活動，尤其是對那些以前從未被描述過的有機體。該研究所為這項研究提供了許多計算和系統分析。對Patescibacteria進行基因干擾的能力，為應用強大的系統分析鏡頭，快速表征專性表觀生物的獨特生物學特性提供了可能性。”

他指的是必須生活在另一個生物體上才能生存的生物體。

微生物學教授Mougous說:“我們對這些細菌攜帶的不尋?；虻墓δ苡辛顺醪降牧私?，我們非常興奮。通過將我們未來的研究重點放在這些基因上，我們希望揭開Patescibacteria如何利用宿主細菌生長的謎團。”

Mougous實驗室的資深科學家S. Brook Peterson指出:“Patescibacteria宿主細胞培養的延時成像揭示了這些不尋常細菌生命周期的驚人復雜性。”

參考文獻:Genetic manipulation of Patescibacteria provides mechanistic insights into microbial dark matter and the epibiotic lifestyle” by Yaxi Wang, Larry A. Gallagher, Pia A. Andrade, Andi Liu, Ian R. Humphreys, Serdar Turkarslan, Kevin J. Cutler, Mario L. Arrieta-Ortiz, Yaqiao Li, Matthew C. Radey, Jeffrey S. McLean, Qian Cong, David Baker, Nitin S. Baliga, S. Brook Peterson and Joseph D. Mougous, 7 September 2023, Cell.

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