隨著工業(yè)化及城市化的快速發(fā)展，土壤及水體等環(huán)境中的重金屬污染日趨嚴(yán)重。重金屬污染可以誘導(dǎo)細(xì)菌對重金屬和抗生素等的抗性，這些抗性微生物大多具有潛在的致病性，甚至可能成為“超級細(xì)菌”從而危害人類健康。盡管工農(nóng)業(yè)污染地等寡營養(yǎng)環(huán)境并不利于病原菌的繁殖和傳播，但在被阿米巴等原生動物捕食后，一些病原菌能在其細(xì)胞內(nèi)存活。充滿細(xì)菌的原生動物細(xì)胞便如同一個(gè)個(gè)特洛伊木馬，保護(hù)病原菌免受不良環(huán)境的脅迫。因此，阿米巴等原生動物在捕食細(xì)菌的同時(shí)，反而對病原菌的存活和傳播起到了促進(jìn)的作用。

    近日，中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所朱永官、Christopher Rensing的合作團(tuán)隊(duì)在國際期刊《分子微生物學(xué)》（Molecular Microbiology）在線發(fā)表了關(guān)于阿米巴原蟲銅介導(dǎo)的噬菌機(jī)制的研究論文：A role for copper in protozoan predation - two billion years selecting for bacterial copper resistance (DOI: 10.1111/mmi.13483)。該論文的第一作者為郝秀麗。該研究成功構(gòu)建了Dictyostelium discoideum和Paracercomanas crassicauda兩套原生動物模型，從一個(gè)全新的角度闡述了原生動物對細(xì)菌銅抗性基因（簇）的選擇作用。研究發(fā)現(xiàn)，阿米巴原蟲在捕食細(xì)菌的過程中，利用Cu(I)攻擊被吞噬細(xì)菌蛋白中的鐵硫簇，同時(shí)結(jié)合Fenton反應(yīng)產(chǎn)生高毒性的活性氧簇，殺死胞內(nèi)細(xì)菌。為了抵御原生動物的捕食，細(xì)菌進(jìn)化出一系列銅抗性機(jī)制，以抵抗銅的毒害作用，這些抗性系統(tǒng)被認(rèn)為與病原菌毒力因子密切相關(guān)。

　　重金屬污染環(huán)境通常被認(rèn)為是產(chǎn)生重金屬抗性細(xì)菌的主要選擇壓力。該研究獨(dú)辟蹊徑，從進(jìn)化的角度出發(fā)，證明除污染環(huán)境所產(chǎn)生的選擇壓力外，阿米巴等原生動物的捕食也是細(xì)菌獲取及維持重金屬抗性基因（簇）的一種重要的選擇壓力。該研究成果極大地?cái)U(kuò)展了目前對細(xì)菌重金屬抗性基因選擇及進(jìn)化過程的認(rèn)識，所建立的原生動物模型，對評估潛在的環(huán)境病原菌具有重要意義。

　　該研究得到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(XDB15020402, XDB15020302)及中國博士后國際交流項(xiàng)目的資助。

　　圖：阿米巴原蟲捕食過程中，吞噬細(xì)胞內(nèi)富積的銅離子激活Cu(I) 生物感應(yīng)器中報(bào)告基因的表達(dá)（綠色熒光信號）