新知｜人类和细菌到底谁的智商高？ 我想说：(2)

大家都知道，生活方式的转变是非常重要的。如我们在南方吃的东西和在北方吃的东西，你要适应这种食物的转变。那么对于一个病原微生物，它生活在环境里和生活在寄主中是完全不一样的：生活在环境里面，它往往能游动，与世无争。这样的细菌不分泌独立因子，不会对寄主细胞造成伤害。但是进入寄主体内后，它一定要对付寄主。我们发现一个名为RavS的受体组氨酸激酶在控制细菌生存方式转变中发挥着重要作用：它感知到了细菌细胞内第二信使的信号，这样细菌就会迅速从和平走向战争。这是一个非常惊人的过程。

第一，这不符合少数服从多数的原则。举例来说，每个人身上的细胞总数大约是10的13次方，但是生存在人类体表和体内的微生物细胞总数是10的14次方。换句话说，从人身上的细胞总数来看，微生物的数量是人类的10倍。如果每个细胞都能投上一票，我想知道大家认为最后投出来的到底会是人，还是别的什么东西。

编辑/韩世容

作为真核生物，人用什么办法感知信号刺激呢？用细胞上的受体。大家都很爱吃川菜，当我们吃到辣椒的时候会觉得非常“巴适”。为什么？因为我们的受体感知到了辣味的刺激，这是真核生物的故事。那作为一个单细胞的原核生物，细菌通过什么样的方式感知外界环境的刺激呢？答案是一样的，其实也是通过受体。

感知温度：春江水暖菌先知

可是现在抗生素的发现越来越难、越来越慢，而还有一个更要命的问题就是耐药性。新冠已经肆虐世界2年之久，全球病亡人数达到600万。但是，医院里面因耐药性死亡的人数每年超过1000万。抗生素的发现越来越难，为什么呢？因为现在的抗生素主要以“打死打伤”细菌为目标，在这么强的自然选择压力之下，细菌能很快就会进化出耐药性。

我是2000年到中科院微生物所做博士后才开始研究细菌的。最后呼应一下演讲的主题：人类智商和细菌智商到底孰高孰低？客观一点说，我认为势均力敌。如果一定要问我真实的内心想法，我要用一句富有哲理的话结束今天的演讲。这句话就是：I服了you。

细菌的智商：越“笨”的细菌越不好惹

为什么把这样的系统叫做细菌的智商呢？是因为几乎所有细菌的生理代谢行为都是由双组分信号系统控制的，那它当然可以被称作细菌的智商。如果将双组分信号系统蛋白的数量作为评价智商的一项指标，那么我们就可以给细菌的智商打分。

我们实验室主要研究一种植物病原细菌，它的名字叫野油菜黄单胞菌。可能大家第一次听说这个细菌，但实际上大家都很熟悉。作为植物的病原细菌，它主要导致十字花科植物患黑腐病。以白菜为例，如果白菜叶子上产生那种干而黑的病斑，就是由这种细菌导致的。

地球实际上是一个“微生物的地球”，地球上的植物加起来不超过40万种，全部动物加上昆虫不超过800万种。而微生物包括病毒、细菌、真菌、古菌和一部分单细胞藻类，数字是不可估计的。一项保守的估计是1万亿种，是植物和动物数量和的500万倍。我们对于细菌、对于微生物的认识才刚刚开始，在这里，我也呼吁大家加入到微生物的研究中来。

如果我们的免疫系统太弱了，就像艾滋病的别名就叫免疫缺损疾病，那病人就不能对抗微生物的感染；但是如果太敏感了也不好，像每年3月份和10月份，很多生活在北京的朋友都会因为过敏觉得痛苦。过敏是免疫系统在没有任何病原微生物或者是外界刺激的情况之下产生的反应。有些植物也会产生过敏现象，如在没有病原微生物的时候，它的叶片上就会产生病斑。好消息是这样的植物能抗病，坏消息是产量就下降了。所以，认识“自我”和“非我”的这个感知过程，是感染与免疫的核心科学问题。

第二，违反了我们中华民族尊老爱幼的传统美德。为什么这么讲？大家都知道，我们生存的地球一共有46亿年的历史，细菌在38亿年前就诞生了。人类的历史大概是300万年左右。亨利一世曾经定义过1英尺的长度，就是从他的鼻子到手指尖的距离，大概是94厘米。如果用1英尺代表生命的全部历史，那么用一个指甲刀，都不用剪指甲，就锉一下指甲的前端，人类的历史就烟消云散了，剩下的历史全部属于细菌。所以对这样一类在地球上生活了38亿年的生物，我们要有所敬畏。

以吃铁为例，没有铁是不行的：人类缺铁就会贫血，细菌也是这样，没有铁就不能生存。但是铁太多也会对细胞产生毒害。因此吃多了就不能再吃，如果不够就要去找铁。我们研究发现，细菌的细胞膜上有一种叫VgrS的受体组氨酸激酶，当细菌生活在植物体内，环境缺铁的时候它就会启动：我现在要吃很多很多的铁。但是铁吃多了，在细胞里蓄积得太多，又会有另一个受体感知到铁浓度太高，这个细菌就会停止吃铁。从这个角度来说，细菌比人更克制。

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