配備「化學雷達」的細菌，能偵測天敵並消滅
微生物的世界，生存競爭也如非洲草原殘酷，時時刻刻上演弱肉強食戲碼。高壓環境下，身為「獵物」的細菌必須發展各種自保機制，才能在演化洪流爭得一席之地。近日德國發現，自然界常見細菌丁香假單胞菌（Pseudomonas syringae）竟能分泌「雷達分子」，主動偵測天敵，並啟動防禦機制。論文 5 月發表於《細胞》（Cell）期刊。
丁香假單胞菌的天敵「變形蟲」
丁香假單胞菌廣泛分布於自然界，能由植物的氣孔或傷口侵入，引發葉斑、枯萎等疾病，對農作物造成嚴重損害，是農業威脅。天敵之一是以細菌為食的單細胞生物變形蟲。名為蒼白多孢子蟲（Polysphondylium pallidum）的變形蟲在土壤靠捕食丁香假單胞菌維生，形成強大生態壓力。但本次研究，德國耶拿大學（Friedrich Schiller University Jena）教授 Pierre Stallforth 博士的團隊發現，丁香假單胞菌具有一套獨特的自我防禦機制，能有效偵測並抵禦變形蟲的威脅，使其得以維持菌落繁衍。
CraR 蛋白助細菌「看見」掠食者
本研究的主要作者 Shuaibing Zhang 解釋：「丁香假單胞菌會分泌一種稱為丁香菌素（syringafactin）的脂胜肽（lipopeptide）分子。這種化合物本身對變形蟲無害，但變形蟲會代謝它，將其中的脂質部分移除，轉化為單純的胜肽（peptide）分子。」丁香假單胞菌體內則具有一種特殊的感測器蛋白 CraR，能辨識這些代謝後的胜肽，藉此感知變形蟲的存在，並迅速啟動毒性分子 pyrofactin 的合成，展開反制措施。換言之，丁香菌素就像是主動發射的雷達波，而 CraR 則是接收「回波」的接收器，這套機制構成了一套精密的「化學雷達」（chemical radar）系統，使細菌能在敵人逼近時先發制人。
干擾雷達，可能成為防治新招
為了進一步釐清「化學雷達」在變形蟲威脅下對丁香假單胞菌感染植物之能力的影響，研究團隊比較了正常菌株與缺乏感測器蛋白 CraR 的突變菌株感染植物的表現。結果顯示，沒有變形蟲干擾時，所有菌株皆能順利感染植物；然而，一旦變形蟲存在，只有具備正常化學雷達的菌株才會致病，引發植物葉片黃化等病徵。這項發現凸顯了化學雷達在細菌生態互動中扮演的關鍵角色，也暗示，若能針對這套系統設計抑制策略，或許可為控制作物病原菌開啟新的防治方向。
微生物學的研究不斷揭示，肉眼看不見的微小生命，其實具備精密而靈活的生存機制。丁香假單胞菌的「化學雷達」不僅助其精準偵測與即時反應，也為我們理解微生物與環境互動的演化策略提供嶄新視角。這項發現深化了人們對病原菌與掠食者間攻防的知識，更為農業病害的防治帶來啟發──若能有效干擾或封鎖這套化學雷達系統，或許就能削弱植物病原菌的致病力，進而保護作物免於侵害。
（首圖為受感染出現細菌性斑點的番茄，來源：Chris Smart, NYSAES, Geneva NY, CC0, via Wikimedia Commons）
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