“脑子被驴踢了吧!”(或者猫挠了、门挤了、水泡了……)经春晚某知名节目传播,是瓜前李下大伙儿形容忒不靠谱的人的常用说辞,话语中怒其不争,恨其智商(IQ)有限的戏谑意思溢于言表。由此可见,人的头脑要保持运转良好,至少可在接收信息,权衡利弊和决策行动产生失误时,不至于落人口实,变成笨伯们名实相符的一种形象特征。

  然而世事难预料,傻人有傻福,有时候“IQ”受损,少了一截,还真不一定是一桩坏事,比如这次科学发现里的细菌。

  细菌当然没有像人类一样统领中枢神经系统的器官——大脑。但作为一种生物,细菌也需要应付艰难多变的生存环境。它们主要依靠细胞表面一种叫“受体组氨酸激酶”的蛋白质来监测环境和周边形势的变化,从而趋利避害,做出适应反应。正因如此,受体组氨酸激酶扮演着类似大脑的作用,被微生物学家们形象地称为细菌的“IQ”,在细菌感染、生存和繁殖过程中发挥指挥中枢的功能。

  中科院微生物所钱韦研究组致力于研究细菌“智商”的控制原理。最近研究组的邓超颖博士和张焕同学等成员做出了一项有趣的发现(Deng et al, 2018. Nature Communications):在植物病原细菌-野油菜黄单胞菌中,有一个名为 VgrS 的受体组氨酸激酶扮演着特别重要的角色。作为细菌“IQ”的一部分,VgrS 是感染过程中的关键受体:它能够感知寄主植物体内的缺铁环境,控制着细菌从寄主植物体内抢夺铁的过程。正因如此,在细菌侵染植物的过程中,没有 VgrS 是万万不能的。如果 VgrS 这个细菌的IQ“被驴踢了”——比如发生了遗传突变,那么细菌感染植物的能力就会严重下降,丧失其对抗寄主植物防卫反应的能力。

  然而善用刀剑者,必死于刀剑之下。就像在战争时期保家卫国的精兵强将,一味穷兵黩武,数量过多的话,在和平时期必定成为社会经济的一大负担,需要控制在合理的规模之下。VgrS 作为一种感染过程中不可或缺的“IQ”,在“和平”时期不一定持续发挥正面作用。这项研究就发现,当黄单胞菌不感染植物,而是生活在高渗环境中时,VgrS 控制的信号过程必须被快速地关闭掉,否则反而会严重阻碍细菌正常生长。而关闭 VgrS 信号通路的关键在于细菌细胞内一种叫 Prc 的蛋白酶:在高渗透胁迫环境下,Prc 识别 VgrS 并且采取“掐头不去尾”的方式,将 VgrS 信号输入区域中的前9个氨基酸切割下来。长度变短了的 VgrS 随即丧失酶活性,老老实实地躺在细胞膜上,不再干扰细菌对抗高渗胁迫的适应反应。这项研究在国际上率先发现细菌的“IQ”被蛋白酶水解,并且这个过程具有重要的生理学意义。这好比细菌的“IQ”被切短了一截以后,有好事者追问细菌感觉如何,细菌们一致表示:skr skr skr(厉害)!

  这项研究再次表明,细菌细胞是一个精确调节的复杂系统。无论哪个“IQ”,有多重要,发挥功能时须以谦抑为主。否则尾大不掉,过犹不及,就会威胁正常生命活动。此外,这个过程和人的压力反应亦颇有可比之处:“鸭梨山大”时恐怕迅速行动最重要。如若思虑过重以至贻误战机,“IQ”特发达?还不如“IQ”短一截!

  “IQ”被切,反而有利于细菌提高抗胁迫水平

  来源:中国科学院微生物研究所

查看原文 >>
相关文章