一种细菌的毒素有助于其他细菌的遗传多样性

根据一项在eLife上发表的研究，细菌产生的一种毒素作为防御机制，会导致目标细菌发生突变，从而帮助它们存活。

该发现表明细菌细胞之间的竞争性遭遇可能对细菌种群的进化产生深远的影响。

当细菌细胞接触时，它们通常会产生毒素作为防御机制。尽管已知产生这些毒素的细菌具有竞争优势，但确切的毒素如何影响受体细胞尚不清楚。

西雅图大学华盛顿医学院的博士后研究员，主要作者马科斯·德·莫拉斯解释说：“持续中毒并不总是对细胞有害，在某些情况下，遇到毒素可能会产生益处，例如产生抗生素抗药性。”我们。“我们想研究一种毒素的作用，这种毒素不仅可以改变DNA，而且可以杀死细胞，并观察其如何影响其靶向的存活受体细胞。”

研究小组首先研究了一种叫做DddA(双链脱氨酶A)的毒素，这种毒素存在于一种叫做Burkholderia cenocepacia的细菌中。DddA从DNA中去除了称为胺的化学基团，从而导致了遗传密码的特定变化。

为了了解DddA如何杀死细菌细胞，研究小组研究了大剂量的毒素如何影响大肠杆菌(E. coli)的染色体。他们发现DddA引起染色体的快速分解和DNA复制的破坏。此外，当他们对DNA进行分解之前对其进行测序时，他们发现了与DddA可以进行化学改变的类型一致的广泛突变。

尽管具有造成这种损害的能力，但研究小组惊讶地发现，当DddA由生产细菌以自然水平递送时，它未能杀死大肠杆菌。这使他们测试了DddA是否对其他细菌自然毒性。他们确定了几个由伯克霍尔德森伯克希伯氏菌递送的对DddA敏感的物种，并着手确定其机制。正如他们所期望的，他们发现了与大剂量DddA给予大肠杆菌相同的突变和染色体损伤积累。

但是，考虑到DddA在通过自然途径递送时未能杀死大肠杆菌，因此该研究小组急于测试亚致死率的DddA暴露是否会引起突变，从而产生益处。他们发现，与未暴露于DddA的大肠杆菌相比，在与DddA产生的伯克霍尔德菌cenocepacia细胞竞争中生长1小时的大肠杆菌的抗生素抗性细胞增加了十倍。当他们对抗性大肠杆菌细胞的DNA进行测序时，他们发现抗性是由DddA产生的标志性突变引起的。