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据物理学家组织网近日报道，美国加州大学***亚哥分校生物工程师通过对55个埃希氏菌种（E. coli）的基因测序，重建了每个菌种的代谢目录。他们发现，利用这些重建目录能预测每种菌株会在哪种环境里繁盛。这一成果有助于开发出控制致死性埃希氏菌传染的方法，并掌握更多有关菌种变毒的情况。相关论文发表在近日的美国《国家科学院学报》上。
这些目录标绘出了每个菌种的所有基因、反应和代谢产物，据此研究人员发现，每个菌种的代谢能力与它们所处的环境有关，由此能测出它们的协调功能，预测它们会在哪种环境繁盛，还能把那些共生或“友好”的埃希氏菌与病原菌区别开来，可作为一种特殊的“代谢模型”。
“研究表明，你能预测使人类致病的埃希氏菌的生长环境——它们是在膀胱、胃里、血液，还是在其他什么地方。”论文通讯作者、该校雅各布工程学院生物工程教授博哈德•帕尔森说，将来有一天，当埃希氏菌“讨厌的新变种”出现时，研究人员能用“代谢模型”迅速发现它们，并找出新菌种的特征。
论文***作者、雅各布工程学院纳米工程系研究生乔纳森•蒙克说，代谢模型还可能帮人们找到剥夺致病埃希氏菌所需营养的方法，“这样就能预防它们在适生环境里占据优势，更好地控制它们。”
研究人员还发现，他们的模型能识别出“营养缺陷型”菌种，即缺乏某基因而无法合成某种关键物质，如烟酸的菌种，而这种细菌通常都有毒。许多实验也表明，当缺失基因被恢复时，细菌毒性会变小。“所以，找到这些菌种营养缺陷的原因，能进一步理解微生物是怎样变成病原菌的。”蒙克说。
论文另一位通讯作者亚当•菲斯特说，由于埃希氏菌的生存环境极其多样——皮肤、体内、外部灰尘等，到处都能发现它们，因此不同菌种的代谢差异也很大，这些差异大部分表现为它们分解不同营养的能力。除了这些差异，他们还识别出了一种所有菌种共同的核心代谢网络。今后他们希望深入研究这些代谢差异，探索差异中的相同之处。
由于代谢模型成功的预测能力，研究小组考虑把这种方法扩展到其他细菌，如金黄色葡萄球菌。帕尔森说：“我们打算用这种方法为更多人类病原菌分类。”
