新知｜人类和细菌到底谁的智商高？ 我想说：(3)

嗜麦芽窄食单胞菌几乎可以被称为“吃货”，它什么都吃：既吃革兰氏阳性菌，又吃革兰氏阴性菌，还吃真菌，最后可以把一个细菌的细胞完全“打爆”。我们就可以通过这样的细菌，获得或者说研究清楚它用什么样的化合物来杀死别的细菌。这样的化合物就是未来的抗生素。

大家也可以看到，近年来诺贝尔奖连续授予给真核生物的感知现象：2019年授予了3位发现感知氧气和低氧机制的科学家，2021年授予了感知温度和触觉机制的发现者。

认识“自我”和“非我”的感知过程，是感染与免疫的核心科学问题

钱韦

第二，受体组氨酸激酶被磷酸化以后，它的磷酸化半衰期特别短。我实验室曾经研究过一个蛋白，它的半衰期是多长时间呢？是10秒钟。换句话说，如果你要检测它的信号，可能第5秒的时候看不到信号，第10秒的时候信号已经没了。所以只能用分子生物学里面最灵敏的方法，也就是同位素标记法来标记磷酸基团，这样才能看到激酶的信号。因此，我们实验室的同位素用量超过微生物所所有同位素用量的2/3。每天我实验室的同学从同位素实验室走出来，大家都戏称自己疲惫的模样是被同位素“照”的。当然我们用的同位素其实是很安全的。

感知气体：细菌闻到乙烯的味道

我们已经知道，一个环境微生物进入到人体变成病原微生物是因为感知，那么，我们能不能发展新型的化合物来控制细菌的智商，迷惑它、干扰它，让它知道自己现在还是生活在环境里面，不要去对人或者植物产生伤害。那么，这样的化合物毫无疑问就会变成创新性的抗生素。正是因为这样，我实验室现在除了研究细菌和植物的相互作用以外，还在研究细菌怎么和其他细菌相互作用。

可能大家会问，今天做这个研究有什么用呢？这个研究太重要了。大家都知道，病原细菌是非常重要的、导致人类患病和死亡的病原微生物，但1928年青霉素的诞生改变了这一切。在1949年以前，中国人的平均寿命在35岁左右。青霉素和抗生素的发现使我们的寿命平均提升了24岁，这是微生物这门学科给人类的巨大贡献。

大家可能会有一个疑问：人是万物之灵，是真核生物乃至细胞生物的最高进化形式。作为一种原始的单细胞生物，细菌何德何能敢和人类比拼智商？

智商中最重要的，就是感知外界环境和认识自己，一切生物都要以此为生存的首要前提。大家都知道，在人类、植物应对病原微生物的感染免疫过程当中，一旦人类或植物的免疫系统正确认识到了病原微生物，它就可以非常好地对抗病原微生物的感染。但是在这个过程中，免疫反应太弱了和太强了都不是什么好事。

地球是一个“微生物的地球”，我们对细菌的认识才刚刚开始

还有咖啡。咖啡因是植物在进化过程中产生的一种生物碱，它主要是对付昆虫的，很多昆虫吃了咖啡、摄入咖啡因后就会死掉。但是人类进化出代谢咖啡因的代谢系统还有受体，所以人喝了咖啡之后非常舒服。可是细菌也能感知咖啡因的存在，我们研究的一个受体就能直接结合咖啡因。所以当一杯咖啡喝进去的时候，我们还没激动起来，肠道内的细菌就会知道：我的主人今天刚刚喝了一杯卡布奇诺。

那是不是也有低智商的细菌呢？有的。我想告诉大家，低智商的细菌对人类造成了最大的危害，它们往往都是病原微生物。以支原体为例，支原体是最简单的细胞生物，它的智商是多少呢？它并不编码双组分信号系统，所以智商是0。人要是被这些病原细菌感染的话，肯定会产生症状的。

主题：中国科学院科学文化讲坛格致论道第77期

刚才提到的都是一些化合物，那么，细菌能不能像人一样感知到气体的存在呢？答案显然是一样的。大家都吃过香蕉，很多香蕉买回来的时候是绿色的，放上一段时间、捂一捂就变成黄色的，熟了。因为植物激素乙烯能促进植物的成熟和衰老，那么，乙烯能不能被细菌感知呢？我们的研究发现了一个叫BerK的受体组氨酸激酶，它的的确确会感知到乙烯的存在，感知到以后，细菌也能知道自己生活在植物体内，它就要启动独立因子的表达，消化植物的细胞壁，以此对抗寄主对它的伤害。

此外，它也是用于工业发酵的微生物之一，大众工业产品黄原胶就是由野油菜黄单胞菌发酵而成的。大家可能觉得黄原胶也很陌生，但各位每天都要接触：如果你在脸上擦化妆品、贴面膜，如果你喝酸奶或者吃冰激凌，这些产品里都有黄原胶。不信可以看看食品的配方表，它是非常好的稳定剂和增稠剂。

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