细菌战中群体性细胞自杀的演变

导致演员死亡的行为通常是自然选择强烈反对的行为，然而许多细菌通过细胞裂解来释放反竞争毒素[1，2，3，4，5]。如果只有一小部分细胞为了释放毒素和帮助克隆人而死亡，那么这种行为就最容易解释，但在细菌战争期间实际溶解的细胞的频率是未知的。挑战是找到一种方法来区分那些经历过程序性自杀的细胞和那些简单地被竞争对手的毒素杀死的细胞。为了解决这个问题，我们在大肠杆菌中建立了一种双色荧光报告实验。这揭示了几乎所有细胞都经历程序性裂解的条件。具体地说，加入来自另一种菌株的破坏dna的毒素(脱氧核糖核酸酶粘菌素)会导致大量细胞自杀，∼85%的细胞裂解以释放自己的毒素。时间推移3D共聚焦显微镜显示，在产毒菌落之间的界面上，局部发生自溶的频率更高(∼为94%)。通过将不进行裂解的大肠杆菌暴露在DNase colicin中，我们发现，当细胞无论如何都要死于毒素暴露时，就会发生大规模裂解。从进化的角度来看，这使得这种行为是免费的，因为这些细胞的繁殖潜力为零。这有助于解释大规模细胞自杀是如何进化的，因为对幸存的克隆人的任何微小好处都可能导致这种报复性策略被自然选择所青睐。我们的发现与群居昆虫的自杀性攻击有相似之处[6，7，8，9]，这些攻击也是由繁殖潜力低的个体实施的。

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