近(23)日，哈佛大學(Harvard University)醫學研究所的科學家，發現由腸道中大腸桿菌等多項細菌所產生的大腸桿菌素(colibactin)，會讓專門感染細菌的病毒「噬菌體」脫離潛伏狀態，導致受感染的細菌被破壞，該發現對腸道菌的競爭、甚至這些細菌是否會造成人體細胞癌化等，提供了進一步的見解。研究論文發表於頂尖期刊《Nature》。

大腸桿菌素為一種不穩定的小分子細菌代謝物，先前已有研究發現，大腸桿菌素可能和導致大腸癌的基因突變相關。該毒素會破壞某些DNA，然而，科學家仍難以證明其直接與疾病相關。

由哈佛大學生化教授Emily P. Balskus領導的團隊本次發現，當專門感染細菌的病毒「噬菌體」感染細菌後，還潛伏在細菌內、處在未直接影響細菌的「前噬菌體」(prophage)狀態下時，若在其周邊培養製造大腸桿菌素的細菌，則噬菌體顆粒的數量會激增，讓遭感染的細菌生長率下降。

此現象顯示，大腸桿菌素能「喚醒噬菌體」，讓潛伏的噬菌體活躍起來，進而危害細菌。此外，研究人員也發現若外源添加基因，讓細菌製造大腸桿菌素抗性蛋白(ClbS)，就能保護該細菌免於大腸桿菌素傷害。

這項發現讓科學家對人體腸道中細菌的競爭，有了新的見解。

起初該團隊的研究目的，就是想了解大腸桿菌素如何影響腸道中各式各樣的菌種。過去，他們也發現，若直接讓細菌處在大腸桿菌素環境中，幾乎不會有效果，這顯示該毒素本身似乎並不會致命。

另外，由於大腸桿菌素分子體積大且不穩定，是否能直接進入細菌、破壞其DNA，也存在著疑問。因此，本次他們才轉向可能在中間有所連結的第三方——噬菌體進行研究。

Balskus表示，雖然大腸桿菌素顯然有危險的一面，但它或許不僅被用作殺傷其他細菌的武器；像是其所造成的DNA損傷，和喚醒的噬菌體，也可能在細菌中誘導基因變化，而不造成其死亡，這點可能進一步讓生產大腸桿菌素的菌種受益。

該研究也顯示，大腸癌也許和大腸桿菌素有關，但也可能是由製造大腸桿菌素的細菌，以任何其他方式作用，而連帶造成的損害。

Balskus解釋，因為從演化的角度而言，損害人體細胞對於這些與人類共生的細菌是沒有意義的。未來，他們也將針對大腸桿菌素「如何改變腸道中的微生物群集」，進行進一步的研究。

參考資料：

1.論文原文：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04444-3

2.https://www.sciencedaily.com/releases/2022/02/220223111242.htm

(編譯/巫芝岳)