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這項(xiàng)研究“在功能功能不同的共生細(xì)菌的宿主細(xì)胞中中央碳代謝的代謝分裂”，于4月29日發(fā)表在國際微生物生態(tài)學(xué)會雜志上。

臭蟲的名字是由它們在植物分支中產(chǎn)生的氣泡吐出的。一堆吐痰可以防止它們變干，并使它們躲避捕食者。他們在那里以木質(zhì)素植物汁液為食，這是一種非常低價值的食物。木質(zhì)部將水和礦物質(zhì)從植物的根部運(yùn)輸?shù)饺~片。

第一作者，安吉拉·道格拉斯，Daljit S.和伊萊恩·薩卡里亞（Elaine Sarkaria）昆蟲生理學(xué)教授的實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員納娜·安克拉（Nana Ankrah）說：“沒有動物能夠僅靠木質(zhì)部生存，實(shí)際上只是水和一些營養(yǎng)素。”農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)學(xué)院昆蟲學(xué)系的毒理學(xué)和毒理學(xué)。

這些蟲子如何生存的答案在于兩種類型的細(xì)菌，它們分別生活在不同的臭蟲器官中，稱為細(xì)菌群。一個是紅色，另一個是橙色。以植物汁液為食的其他類似昆蟲只有一個細(xì)菌伴侶，可以幫助產(chǎn)生高質(zhì)量的氨基酸，這些氨基酸是蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)。

Ankrah說：“我們想了解在這種非常差的飲食中使用兩種細(xì)菌共生素是否有任何好處。”

研究人員收集了當(dāng)?shù)氐钠跋x，去除了紅色和橙色的細(xì)菌，將細(xì)菌分別在葡萄糖中孵育，并進(jìn)行了代謝實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模型模擬。

他們發(fā)現(xiàn)紅色細(xì)菌組使用一種稱為有氧糖酵解的過程來處理葡萄糖，細(xì)菌從中合成出7種必需氨基酸。該過程的兩種副產(chǎn)物丙酮酸和乳酸鹽被橙色細(xì)菌組吸收，生成ATP分子，為細(xì)胞提供能量。ATP的能量增強(qiáng)功能使橙色細(xì)菌組中的細(xì)菌產(chǎn)生了另外三種必需氨基酸，這些氨基酸需要大量能量才能產(chǎn)生。

Ankrah說，有兩個細(xì)菌伴侶而不是一個細(xì)菌起作用，因?yàn)樗麄冇羞@種方法將產(chǎn)品從一種細(xì)菌交換到另一種細(xì)菌，從而增加了它們可利用的總能量。

研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)這些細(xì)菌中發(fā)生有氧糖酵解，因?yàn)榘┘?xì)胞采用相同的過程生存，一部分癌細(xì)胞進(jìn)行糖酵解并產(chǎn)生丙酮酸和乳酸，而另一類癌細(xì)胞則消耗丙酮酸和乳酸來產(chǎn)生能量。

“據(jù)我們所知，”安克拉說，“我們的文章是有氧糖酵解作為促進(jìn)共生酶氨基酸生產(chǎn)的策略的首次證明。”

他說，未來的研究將研究其他昆蟲和細(xì)菌伙伴關(guān)系中的糖酵解。

道格拉斯是CALS生物與環(huán)境工程學(xué)系兼職副教授Ludmilla Aristilde的共同資深作者。

該研究由美國國家科學(xué)基金會資助。