高压促成真菌 - 细菌内共生：解锁共生演化奥秘，开拓生物技术新局

《BIOspektrum》：Mit Hochdruck zur Pilz-Bakterien-Endosymbiose

为探究真菌与细菌如何形成内共生，ETH 团队诱导Mycetohabitans rhizoxinica与Rhizopus microsporus共生，意义重大。

　　

高压下的真菌 - 细菌内共生：探索共生演化与应用新篇

在生命演化的长河中，不同生物之间的相互关系复杂多样，而共生现象一直是生物学家们关注的焦点。其中，两种生物从随机组合，历经多代逐渐形成互利共赢的内共生关系，更是演化研究中一道神秘而迷人的谜题。长久以来，科学家们都渴望知晓，这样的共生关系究竟是如何起源、发展并稳定下来的 。这一问题不仅关乎对生命演化历程的深入理解，更对生物技术和医学应用有着潜在的深远影响。如果能揭开其中的奥秘，或许就能找到将不同生物的优良特性结合起来的方法，为生物工程领域开辟新的道路。

来自苏黎世和耶拿的 ETH 团队，在 Julia Vorholt 的带领下，勇敢地向这一难题发起挑战。他们聚焦于细菌Mycetohabitans rhizoxinica和真菌植物病原体Rhizopus microsporus，致力于诱导它们之间的内共生，进而探索内共生形成的早期步骤。这项研究成果意义非凡，为后续理解共生演化机制以及开发相关应用奠定了重要基础，该研究发表在《BIOspektrum》杂志上。

在此次研究中，研究人员主要运用了两项关键技术。其一为流体动力显微镜技术（Fluidic Force Microscopy），通过特制的尖锐空心针，并借助高达 7 bar 的超压，将细菌精准地注入到先前无菌的单个真菌细胞内。其二是重复性单细胞分选技术，研究人员利用该技术，在十代的时间跨度内，成功分离出具有正常萌发率且能稳定遗传细胞内细菌的真菌孢子。

研究结果如下：

1. 诱导内共生：借助流体动力显微镜技术，研究人员成功将Mycetohabitans rhizoxinica注入Rhizopus microsporus的细胞内。两种生物在注入后仍保持增殖能力，并且在部分形成的真菌孢子中可检测到细菌的存在。不过，这一操作导致真菌孢子的萌发率显著降低1。
2. 筛选稳定遗传的真菌孢子：研究人员运用重复性单细胞分选技术，经过十代的筛选，获得了具有正常萌发率且能稳定遗传细胞内细菌的真菌孢子。进一步研究发现，这种稳定遗传的遗传基础似乎仅存在于真菌宿主中，因为仅在真菌的基因组中检测到了潜在的适应性突变。

研究结论表明，通过人为干预可以诱导真菌 - 细菌内共生的形成，且这种内共生的稳定遗传与真菌宿主的遗传变异密切相关。这一成果意义深远，它为深入研究内共生的形成机制提供了重要线索，同时也为未来生物技术和医学应用开辟了新的思路。从长远来看，该研究为将不同生物的理想特性结合起来提供了可能，有望在生物工程、医学治疗等多个领域取得创新性突破，例如开发新型生物制剂、优化微生物发酵过程等，从而推动相关领域的快速发展 。