大腸桿菌竟促進宿主的鐵吸收能力

在一項新的研究中，美國科羅拉多大學波德分校的Bin Qi和Min Han證實作為一種導致食物中毒或從宿主身上偷走營養物的病原體而廣為人所知的大腸桿菌實際上通過產生一種幫助細胞攝取鐵的化合物在促進宿主健康中發揮著關鍵性作用。這項研究揭示出大腸桿菌讓它的宿主受益的機制，這可能最終導致人們開發出最有效地治療影響著全世界10億多人的缺鐵性貧血（iron deficiency anemia）的方法。相關研究結果于2018年8月23日在線發表在Cell期刊上，論文標題為“Microbial Siderophore Enterobactin Promotes Mitochondrial Iron Uptake and Development of the Host via Interaction with ATP Synthase”。

盡管一些大腸桿菌菌株能夠導致疾病，但是大多數大腸桿菌菌株是無害的，并且大量地棲息在人胃腸道中。

這項研究起始于利用秀麗隱桿線蟲（一種天然地富含大腸桿菌的線蟲）開展的一系列實驗。當給年輕的線蟲喂食經過基因改造后不能夠產生一種被稱作腸桿菌素（enterobactin）的化合物的大腸桿菌時，它們生長緩慢而且它們體內的鐵水平比較低。當將腸桿菌素重新導入這些線蟲時，它們恢復自然的生長速度，而且它們體內的鐵水平上升。

在線蟲和人細胞中的進一步實驗證實往飲食中添加腸桿菌素，即便在沒有加入鐵的情形下，也會顯著地增加細胞中的鐵水平。

科學家們長期以來一直認為大腸桿菌產生腸桿菌素旨在尋找鐵用于它自身的存活和增殖。但是他們猜測為了這個目的，它從它的宿主中偷取鐵，這經常被描述為“鐵戰爭（iron tug of war）”。但是這項新的研究挑戰了這一常規看法，提出腸桿菌素也結合到一種位于宿主線粒體內部的被稱作ATP合酶（ATP synthase）的蛋白上，從而將鐵吸入到宿主細胞中。

盡管細菌為了它們自身的目的制造這種尋找鐵的化合物，但是這項研究提出隨著時間的推移，包括人類在內的哺乳動物也學著劫持這種化合物給自己帶來益處。