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耳念珠菌:蟲子碰上它就變綠殭屍 人類泡水喝卻一點沒事

2022-03-17由 環球網 發表于 漁業

念珠菌又叫什麼

最近有種“耳念珠菌”鬧得人心慌慌

浙大科學家也在研究一種神奇的真菌

蟲子碰上它就變綠殭屍

人類泡水喝卻一點沒事

本報記者 章咪佳

因為一種名為“耳念珠菌”的多重耐藥性真菌在美國多地爆發,超級真菌的概念進入公眾視野,連股市都受到影響,病毒防治板塊一片飄紅。其實耳念珠菌只是一種在醫院裡發展出來的真菌,一般不會往廣泛大眾群傳播。

人們對真菌的瞭解,相對病毒、細菌,要少許多。在最近一期《美國科學院院報》雜誌上,浙江大學生命科學學院方衛國教授團隊發表了一項有趣的研究,他們分析了一種叫做“綠僵菌”的真菌基因,搞清楚了這種真菌為什麼能夠成功毒殺比它高階許多的生物——昆蟲,而且還把每一隻蟲的屍體都給弄綠了。

別小看真菌的威力

最近有種真菌在美國多地爆發

地球上經常有新的病原菌出現。“比如SARS、埃博拉病毒,都是新出現的病原造成的疾病。”方衛國說,但是真菌病原,此前人們關注得相對比較少,因為真菌很少直接感染人類,“但其實真菌病原對糧食安全、生態環境,甚至人類健康,都會造成很大的影響。”

比如,新出現的小麥稈鏽病菌Ug99菌株可使整片農田小麥顆粒無收。

“新的病原真菌的出現,對生物物種的多樣性會有影響。”方衛國舉例子講,比如,青蛙會被滅種,蝙蝠鼻子會“長白毛”,也不能活了。

這幾天大家密切關注的耳念珠菌,其實早在2009年,就有研究者在一名日本患者的外耳道分泌物中發現了它。

這是一種院內感染菌。“是在醫院內獲得的感染,一般發生在本身有基礎疾病的人身上(尤其是抵抗力比較差的住院病人),正常人不易感染。”方衛國說。

所以,科學家需要去探索新的真菌病原出現的機制,以便人們做出預測和相應的預防。

方衛國課題組就選了一種昆蟲病原真菌來做研究,它的全名叫“羅伯茨綠僵菌”。

為什麼它跟大嘴美女朱麗葉羅伯茨同姓?其實,這個羅伯茨,來自康奈爾大學的教授唐納德羅伯茨的名字,這位教授是方衛國的師爺爺(導師的導師),他對綠僵菌的研究,做出了巨大的貢獻。

這個真菌名副其實:它是綠的。

待它長到孢子的狀態時,細胞壁上會自帶綠色素,這種綠色能幫助真菌抗逆,適應惡劣環境。如果它們去感染昆蟲,那麼昆蟲會被它們給“綠”了。比如蟑螂、蚊子、蝗蟲、大蜡螟……不管生前長啥樣,死後都是綠油油的,讓人瘮得慌,而且還會變成“殭屍”。

它是植物的鐵哥們

是昆蟲的頭號殺手

別看羅伯茨綠僵菌是很多動物的頭號殺號,但它卻是植物的鐵哥們,與植物互惠共生。

在自然界,羅伯茨綠僵菌保持種群的一種主要方式,是在植物根際與與植物共生。“通常,它們優先選擇禾本科植物,比如很多種草。”

方衛國解釋了真菌和植物兄弟是如何相互扶植的——

植物光合作用產生糖,一部分運送到根部,綠僵菌就能從植物根部那裡得到生存所需的碳源;

一分恩惠,三分回報,綠僵菌能分泌小分子酸,把土壤中植物難以利用的磷溶解出來給植物利用,還能分泌植物生長激素,直接促進植物的生長;

綠僵菌還能夠與侵害、感染植物的真菌、細菌鬥爭,感染來吃植物的害蟲,是植物的天然殺蟲劑;

所以,真菌簡直是植物的生物肥料和生物殺蟲劑麼——多麼和諧的一對。

可是,昆蟲就沒那麼好運了,綠僵菌是很多昆蟲的天敵。

昆蟲的體壁,相當於人的面板+骨骼,是防止外來微生物的第一道障礙。而綠僵菌能夠穿透它,以菌絲的形式穿透體壁後,進入昆蟲的血腔。

進入血腔的真菌,馬上會變形成酵母狀的單個細胞。“這個體態,利於真菌在血液裡快速遊動,儘快佔領整個血腔。”方衛國說,所以昆蟲很快就會被真菌完全感染,敗下陣來的蟲子,在生死線上掙扎個大約兩週,差不多就綠了。

2011年,方衛國團隊在《科學》雜誌上發表了一項研究成果,他們把傳播瘧疾的蚊子給綠了。

蚊子在叮咬瘧疾病人後,瘧原蟲進入蚊子體內的血腔,大量繁殖,而當蚊子叮咬正常人時,它被蚊子連口水一併吐出來,進入人的體內。

是的,瘧原蟲和綠僵菌一樣,都會進入到昆蟲血腔,它們在血腔相遇了。

而方衛國的團隊用了兩種辦法,讓這場相遇變成致命邂逅。

一種方法,是讓綠僵菌透過遺傳改造,用蛋白把瘧原蟲直接幹掉;另一種方法,相當於是給瘧原蟲關禁閉,阻止它進入蚊子的唾液腺,蚊子就算咬人,也只會致人發癢,不會被傳染疾病。

這項技術,現在正在非洲瘧疾高發的地域進行田間試驗。

科學家拿它泡水喝

別怕,綠僵菌對人類無害

科學家發現,綠僵菌是在進化的過程中,獲得了殺昆蟲的能力。“物種所具有的某種功能,都是由基因控制的。”方衛國說,只有基因透過表達蛋白,才能幫助生物實現各種能力。

綠僵菌的一些關鍵殺蟲力基因,是從別的生物身上“拿”來的。

方衛國說,生物獲得基因有兩種方式:透過祖先垂直遺傳;基因水平轉移——基因在親緣關係很遠的物種之間進行交流。

而綠僵菌獲得的殺蟲能力,就是來自這種遠距離的親緣關係。遠到什麼程度呢?“好比人從細菌身上,拿一個基因過來。”

怎麼拿過來?這些基因有可能是隨機整合進了綠僵菌的基因組,由於它們能幫助綠僵菌更好適應環境,而被留在了基因組裡。比如方衛國團隊就發現,在羅伯茨綠僵菌全身共有的1。1萬個基因裡頭,有18個基因,是從其他物種那裡獲得的。

他們仔細地分析了這18個基因。

“其中2/3的基因,碰到昆蟲體壁的時候,表達量非常高。也就是說,是它們在幫助綠僵菌穿透昆蟲體壁。還有1個基因,對綠僵菌定殖昆蟲血腔,起關鍵作用。”方衛國說。

還有5個基因,是目前不同種的綠僵菌都存在的。科學家把這5個基因突變失活後,綠僵菌失去殺蟲能力,對昆蟲的致死率降到只有0。9%。

當然,我們不用怕,這種綠色的真菌對人都是無害的,就算不小心吃到肚子裡,也被我們的胃消化掉了。

這件事情,有一位中國科學家親身測試過了——他拿綠僵菌的孢子泡水,也就是說,他把綠僵菌當成綠茶喝了。

“一點都不好喝。不過,這是想要證明它對人非常安全。”