細菌和真菌可以在我們的牙齒表面“行走”

細菌和真菌群似乎能夠進行復雜的運動,從而引發蛀牙

Fungi (in blue) propel bacteria (in green) in a leaping motion.

真菌(藍色)以跳躍的動作推動細菌(綠色)。

Zhi Ren

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我們大多數人寧願不去想那些侵擾我們口腔、導致蛀牙的微生物。它們覆蓋在我們的牙齒上,吃著我們吃的同樣的糖分,並分泌酸液,在我們的牙釉質上蝕刻出孔洞。而完整的畫面甚至更加令人作嘔。

一項發表在《美國國家科學院院刊》上的新研究表明,真菌和細菌的聚集體可以協同作用,在牙齒表面“行走”和“跳躍”,從而比單獨的任何一種生物體更快地傳播蛀牙。

真菌(藍色)推動細菌(綠色)沿著牙齒表面向前移動的“跳躍式”運動。圖片來源:Zhi Ren


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賓夕法尼亞大學的微生物學家和牙醫,該研究的共同作者Hyun (Michel) Koo說:“過去的認知是,只是細菌一個接一個地積累並導致蛀牙。” 他的團隊收集了患有嚴重蛀牙的幼兒的唾液樣本,發現其中存在變形鏈球菌細菌和白色念珠菌真菌的天然集合體,而在牙齒更健康的兒童的唾液中則不存在這些集合體。在顯微鏡下觀察這些團塊時,他們有了一個驚人的發現:它們似乎能夠進行復雜的運動。

小的細菌細胞傾向於聚集在每個團塊的核心周圍,形成一種粘性結合,將所有東西粘合在一起。較大的棒狀真菌細胞在外部連線,作為移動的“肢體”,在結構生長時推動其前進。前肢有時似乎會行走甚至向前跳躍,隨著集合體在一個方向上迅速擴張,而後肢仍然留在地面上。如果兩個這樣的群體彼此靠近,它們有時會伸出“握手”,然後合併。

相鄰的細菌和真菌群相互擴充套件,然後合併成一個更大的結構。圖片來源:Zhi Ren

Koo實驗室的博士後研究員和該研究的共同第一作者Zhi Ren說,口腔中的微生物“就像一個試圖擴張領土的社群”,獲得新的土地和含糖資源。該團隊發現,與單獨的真菌或細菌相比,細菌-真菌夥伴關係生長更快,並且更耐受機械力或抗菌化學物質的去除。

伊利諾伊大學芝加哥分校的微生物學家Judith Behnsen說:“這篇論文真正增加的是這些結構行為的時空方面。”她沒有參與這項新研究。她說,大多數顯微鏡研究人員檢查的是被防腐化學物質懸浮在原位的微生物,但這項研究追蹤的是活著的、移動的生物體:“當我看到論文中的影像時,我驚呆了。”

Ren說,未來的研究可以確定誰最有可能發展出細菌-真菌組合,以及治療它們的最佳方法。他補充說,蛀牙在全球範圍內非常普遍且危險,研究細菌和真菌之間的相互作用可以幫助我們防禦它們的領土擴張。

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