“挑剔”的寄生虫通过选择性地食用脂质自助餐来改变宿主的新陈代谢
存在寄生微生物首次被发现从字面上改变其宿主的新陈代谢。
罪魁祸首是该物种的微小寄生古细菌念珠菌Nanohaloarchaeum antarcticus,寄生于其他单细胞生物,宿主古细菌物种Halorubrum lacusprofundi.
研究人员发现,这些寄生虫对从宿主体内窃取的资源非常挑剔。
“换句话说,”海洋微生物学家约书亚·哈姆(Joshua Hamm)说荷兰皇家海洋研究所(NIOZ)的”钙.N. antarcticus 是一种挑食者。
古细菌是单细胞生物,与细菌相似,但属于完全不同的生物领域。钙.南极奈瑟属于一组被称为 DPANN 的古细菌——小古细菌。其中一些寄生在其他单细胞生物中,啜饮宿主的脂质作为自身膜的构建材料。
几年前,一组科学家发现钙.南极奈瑟不仅寄生在任何古老的微生物上——它特别,而且令人惊讶,依赖H. lacusprofundi 湖区对于脂质和其他它不能自己制造的代谢物。
在NIOZ微生物学家Su Ding的带领下,一组研究人员对这两种生物进行了更仔细的研究,以更好地了解钙.南极猪笼草的依赖性。他们的工作包括分析血脂或脂肪化合物,存在于宿主-寄生虫对中,也存在于H. lacusprofundi 湖区未被寄生的钙.南极北卦。
这只能使用Ding开发的一种新分析技术来实现,该技术使研究人员能够看到存在的所有脂质,甚至是他们尚未鉴定的脂质。以前的技术只允许科学家在知道自己在寻找什么时才能看到脂质。
他们的发现令人惊讶。首先,所分析的寄生虫不会随意从宿主身上啜饮所有脂质。他们被发现有选择地只服用某些化合物供自己使用,其余的保持不变。确实挑食。
其次,新陈代谢H. lacusprofundi 湖区在寄生和非寄生个体之间显示出显着差异。对于寄生微生物,存在的脂质量不同,由钙.N. antarcticus,但宿主微小的身体中其他脂质的增加。
研究人员说,这可能是对寄生虫存在产生的代谢负荷增加的反应。此外,宿主物种对古细菌来说具有不寻常的膜。虽然它提供H. lacusprofundi 湖区在提高能源效率方面具有生态优势,它还可以让寄生虫摆脱其对脂肪的挑剔味道。
研究人员还指出,受感染宿主膜组成的一些变化可能是对寄生虫的防御反应。
需要进一步的研究来了解寄生虫选择脂质和宿主防御反应背后的机制,但仅仅知道寄生古细菌可以改变宿主的新陈代谢就有一些有趣的意义。
研究人员说,增强防御能力并改变脂质的产生以应对寄生虫,可能会对宿主如何对其他外部影响做出反应产生影响,例如温度或酸度水平的变化。
“[这一发现]不仅首次揭示了不同古细菌之间的相互作用;它为微生物生态学的基本原理提供了全新的见解。哈姆 说.
“特别是我们现在已经证明,这些寄生微生物可以影响其他微生物的新陈代谢,这反过来又会改变它们对环境的反应方式。未来的工作需要确定这可能在多大程度上影响微生物群落在不断变化的条件下的稳定性。
该团队的研究已发表在自然通讯.