在海洋环境中,生物普遍利用有毒分子通过化学防御来抵御病原体或捕食者。
近日,《科学》杂志发表了一项相关研究,美国普林斯顿大学的Mohamed S. Donia及其团队研究发现,在一个由三种生物所构成的海洋共生体中,存在一个能够产生防御性毒素的微生物工厂。
研究团队发现了一个由三种生物组成的海洋共生体,其中一种细胞内的共生细菌(Candidatus Endobryopsis kahalalidefaciens)利用一系列的生物合成酶将简单的底物催化为大量的复杂分子(kahalalides),作为宿主(即一种羽藻Bryopsis)对抗猎食者的化学防御。这些kahalalides毒素随后被第三个共生者(一种草食性软体动物Elysia rufescens)获取并同样用来作为防御。“Ca. E. kahalalidefaciens”是一种细胞内的共生体,细菌丧失了自由生存的基本功能,转而变成了一个专门产生kahalalides的工厂。
这个新发现的海洋共生体向我们展示了一个专性的海洋藻类细菌共生体如何产生防御分子库从而保护宿主免受捕食,而同样的分子反过来又被掠食性软体动物劫持并用于自身防御。这种共生细菌生活在藻类细胞的胞内,作为微生物工厂,从简单的宿主衍生的底物中合成复杂的防御分子。因此,共生细菌衍生的海藻类防御分子的产生和掠食性软体动物对微生物产物的间接获取都是重要的防御措施。(编译:刘亚青)
参考文献:Science 2019;364:eaaw6732