噬菌体界的“双面间谍”：揭秘B. subtilis中的SPβ噬菌体

在微生物的微观世界里，噬菌体作为细菌的“天敌”，一直扮演着重要的角色。它们或猛烈攻击，导致细菌裂解；或温和共处，成为细菌的“卧底”——溶原性噬菌体。今天，我们要聊的这位主角，就是B. subtilis（枯草芽孢杆菌）中的一位“双面间谍”——SPβ噬菌体。

作为溶原性噬菌体，SPβ噬菌体大部分时间都潜伏在B. subtilis的基因组中，像一个安静的旁观者，默默观察着细菌的日常生活。但一旦时机成熟，比如环境压力增大或细菌进入特定的生理状态，SPβ噬菌体就会“原形毕露”，启动裂解周期，大量复制自己并摧毁宿主细菌。

然而，SPβ噬菌体的“双面间谍”身份远不止于此。科学家们发现，它还能通过一种叫做“arbitrium”的通信系统，与其他噬菌体和细菌进行复杂的“交流”。这种交流的核心是一种叫做AimR的蛋白和一种叫做AimP的肽。AimR蛋白就像是一个“开关”，控制着噬菌体是进入裂解周期还是保持溶原状态。而AimP肽则像是一个“信使”，通过绑定AimR蛋白，改变其构象，从而调节这个“开关”的状态。

更有趣的是，SPβ噬菌体还利用B. subtilis的毒素-抗毒素系统（MazF-MazE）来进一步控制自己的命运。在这个系统中，毒素MazF能够切割细菌的mRNA，导致细菌生长停滞甚至死亡；而抗毒素MazE则能够中和毒素MazF的毒性。SPβ噬菌体通过调节这个系统的活性，既能够确保自己在细菌体内的稳定存在，又能够在需要时迅速启动裂解周期。

但SPβ噬菌体的“间谍”生涯也并非一帆风顺。科学家们发现，SPβ噬菌体的基因组中存在多个突变位点，这些突变位点能够影响噬菌体的裂解-溶原决策。比如，一个叫做mrpR的基因发生突变后，SPβ噬菌体就会更倾向于进入裂解周期。而另一个叫做yopQ的基因则似乎与噬菌体的整合和溶原状态的建立有关。

这些发现不仅让我们对SPβ噬菌体的“双面间谍”身份有了更深入的了解，也为噬菌体疗法、抗菌素开发等领域提供了新的思路。毕竟，如果能够掌握这些噬菌体的“高超技艺”，我们就能够利用它们来对抗那些对人类健康构成威胁的细菌。随着研究的不断深入，相信未来我们还会发现更多像这样充满神秘和智慧的微生物“特工”,或许会成为我们抗击细菌的新武器。

参考来源：Kohm K, Clanner A, Hertel R, et al. Closely related and yet special–how SPβ family phages control lysis–lysogeny decisions[J]. Trends in Microbiology, 2024.