黄金死亡杆菌：能消化线虫的生物防治细菌

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寄生虫能够感染人类和牲畜，从而造成巨大的破坏，但由于抗药性的增加，常用药物对寄生虫的防治效果越来越差。本文中，Tony Page详述了他的课题组发表在BMC Biology中的工作进展，讲述了“金黄色死亡杆菌”Chryseobacterium nematophagum如何从内到外消化寄生线虫以及它为什么可能被用作未来的生物防治剂。

原文作者：Tony Page

在巴黎果园的腐烂苹果上发现了感染非寄生线虫的金黄色死亡杆菌Chryseobacterium nematophagum

苹果图片来自Joey Hawks

线虫！就是问题

线虫或蛔虫通常指广泛分布于自然界中的种类多样的生物们。有一些线虫，例如模式生物秀丽隐杆线虫，在环境中独立生活（非寄生），以细菌和真菌等微生物为食；其他线虫则寄生于植物和动物，并可导致宿主的严重疾病。

圆线虫和毛圆线虫是一群主要在牲畜的胃肠道中发现的线虫，它们与感染了全世界数百万人的钩虫寄生虫密切相关，也包括导致体重减轻、腹泻、甚至贫血、死亡等临床疾病的寄生虫。这些寄生虫的负面影响可以通过使用驱虫药来进行抗击，而耐药性的出现正在降低驱虫药作为控制措施的有效性。

在羊的毛圆线虫寄生虫捻转血矛线虫的幼虫（L2）期，突出显示细菌的摄食（肠道摄入绿色荧光蛋白标记的大肠杆菌）。

以虫还虫：用寄生虫和寄生虫作斗争

探索和理解线虫生物学的一种方法是注意世界各地发现的各种各样的野生分离物。例如，在与腐烂的植物和果实相关的富含微生物的环境中发现秀丽隐杆线虫。这样的环境已被证实是一个研究人员发现自然产生的病原体的富饶的狩猎场，包括微孢子虫、细菌、卵菌和病毒。

在我们最近发表在BMC Biology的研究中，我们介绍了这样的一种细菌病原体，即“金黄色死亡杆菌”Chryseobacterium nematophagum，我们在巴黎的腐烂苹果和班加罗尔的腐烂无花果中发现了它。我们描述了它如何感染和杀死其寄生的蠕虫宿主，而且与其他天然病原体类似，我们认为“金黄色死亡杆菌”可以成为对抗无处不在的动物线虫寄生虫的新武器。

“金黄色死亡杆菌”：一种强大的线虫病原体

我们描述的革兰氏阴性菌C. nematophagum在许多方面都是不寻常的。最重要的是，它对寄生于动物的各种线虫具有极强的毒性--包括重要的圆线虫和毛圆线虫种属。

“金黄色死亡杆菌”专门通过消化咽部内膜入侵。

图片来自wormatlas

我们发现非常少量的细菌就可以迅速杀死蠕虫：当作为细菌的食物来源的组成部分被稀释时，这种细菌可以在24小时内杀死蠕虫；如果作为纯培养物，仅几个小时就可以杀死蠕虫。不寻常的是，线虫实际上被这些细菌所吸引并且主动吃掉了这些细菌。

一旦被摄入，细菌就开始了入侵过程，入侵的部位包括消化线虫的前咽（右），进入并在其体腔内增殖，最终从内到外消化宿主--只留下表皮层外骨骼，但即使是这样的弹性结构最终仍会被消化。线虫在自然界无处不在的部分原因在于它们被包裹在这种通常情况下这些具有高度抗性的胶原角质层中。

这种快速致死过程涉及消化坚韧的咽部结构，其中包括几丁质和胶原内膜。通过比较“金黄色死亡杆菌”与许多环境中的金黄色杆菌属的基因组，我们确定了编码胶原酶和几丁质酶的基因，预测这些酶会参与这种不寻常的消化过程。这些酶仅在“金黄色死亡杆菌”中被发现，并且值得注意的是，这些酶的底物在原核生物中不存在，表明它们被用于感染线虫宿主。