文／生醫編輯 江盛之
我們過往的常識總以為細菌只是簡單的單細胞生物。但一項最新研究指出細菌除了能透過群體解決社交矛盾，也能夠像人類大腦中的神經細胞一樣，透過訊息傳遞來溝通，再再顯示細菌並非只是人們認定的簡單生物。
加州大學聖地牙哥分校的研究團隊，在一項研究中發現由細菌形成的生物膜聚落裡，細菌能透過訊號改變聚落中各種菌種之間的互動關係。多樣的細菌群聚在一起所形成結構群落就稱為「生物膜」，生物膜能夠對化學物質及抗生素產生高抗性。
聖地牙哥大學的分子生物學教授 Gürol Süel 指出，該生物膜上的細菌能透過這種方式影響遠距離外的其他聚落之細胞。過往人們對於生物膜的形成過程，也不了解生物膜產生抵抗機制的方式，但生物膜已然提供人們許多應用，例如防治醫院內多重抗藥性金黃色葡萄球菌的感染
一項發表於 Cell 期刊上的研究結果顯示，細菌會透過傳遞遠距訊號來聯繫生物膜上的其他菌種，並藉之招喚更多細菌移民到生物膜中，而細菌發出的訊號，是為宣告此生物膜中已經擁有的成員。這種高階的行為，不符合人們過去對於細菌的想法，細菌並沒有想像中的簡單。這項研究結果顯示，細菌的這種行為就像人類向朋友傳遞網路訊息，而且此現象也不只在單獨菌種上發生，因為不同菌種之間也會互相傳遞訊號，吸引其他菌種加入它們的生物膜。
生物學家們發現單一物種枯草桿菌（Bacillus subtilis）能夠以電訊號訊息吸引另一菌種綠膿桿菌（Pseudomonas aeruginosa）。研究團隊 2015 年夏天發現生物膜內的菌種之間能解互相合作，但個體也會互相競爭養分，以爭取資源使自己生長。生物膜最外緣的細菌距離所需生長養分最近，而內側的細菌則可能因為被屏蔽而缺乏所需營養，但是生物膜內的細菌會發展相互依賴的模式，會定期讓外圍細胞停止成長，使得內側細菌有獲得成長養分的機會。而生物膜內的細菌透過離子通道蛋白（ion channels），藉由傳遞訊號與其他細菌溝通，這樣溝通方式與人類神經傳遞訊息的方式非常相似。而研究團隊最驚人的發現，還可能改變人們對細菌如何影響人類健康的了解。像是腸道菌等多種細菌群落，會藉由傳遞訊號相互調控，這項研究成果在未來或許能夠打開另一扇門，以電訊號為基礎，用生醫技術控制細菌行為以及細菌社群組成。
資料來源
https://phys.org/news/2017-01-bacteria-species-long-range-electrical.html
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