微生物、病毒與細胞世界

細菌接合

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動物或植物繁殖時,會透過有性方式在親代之間重新洗牌基因。細菌沒有性別,繁殖也不需要伴侶——它們只是複製自己再一分為二。但它們另有一手絕活,可以直接把有用的基因分享給鄰居,有時被稱作細菌的「交配」。這一絕活就是接合(conjugation),它更像是遞一個 U 盤,而不像是生孩子。

在接合中,一個細菌(供體)伸出一條細長的、管狀的附屬物,通常是性菌毛(pilus),連接到第二個細菌(受體)。它透過這座橋傳過去一份小型 DNA 環的拷貝,這種 DNA 環叫做質體(plasmid)——一個獨立於主染色體之外的小基因環。受體保留這份拷貝,獲得質體所攜帶的一切,而供體保留自己原有的那份。沒有新細胞產生,也沒有後代誕生;這是兩個活細胞之間的基因分享,而不是繁殖。

接合在醫學上意義極其重大,因為被分享的基因往往恰恰是讓細菌變得危險的那些,尤其是抗生素抗性基因。一個有抗性的細胞就能把它的抗性質體交給鄰居——甚至交給不同物種的細菌——把一群本可治療的細菌變成無法治療的。它是水平基因轉移的主要通道之一,正是這種方式讓性狀在細菌世界裡橫向擴散,而不僅僅是由親代縱向傳給後代。

在醫院裡,一個攜帶抗性質體的無害腸道細菌,可以與共享同一腸道的致病物種發生接合,一次性把對好幾種抗生素的抗性交了過去。那個危險的病菌根本無需自己「掙得」這種抗性——它只是被白白贈予了。

接合可以在一次接觸中,就把抗性交給一個危險的細菌。

接合是基因轉移,而不是繁殖:兩個細胞交換或複製 DNA,卻不產生新細胞。細菌的繁殖是另一個獨立的過程——二分裂。

又稱
bacterial mating细菌结合