作者洛里·达何塞，加州理工学院 绿脓菌素是由在磷(左侧，蓝色)限制下生长的假单胞菌培养物产生的，而不是在氮(右侧，透明)限制下生长的
信用:达西·麦克罗斯 多年来，科学家们已经知道，当争夺食物和空间时，某些细菌会产生对其他细菌有毒的分子
现在，加州理工学院的研究人员发现，这些所谓的抗生素还有另一个目的:当资源匮乏时，它们帮助细菌获得必需的营养
这项研究是在戈登·M·戴安·纽曼的实验室完成的
Binder/Amgen生物学和地球生物学教授，生物和生物工程执行官，在《科学》杂志上发表的一篇新论文中报道
这项研究是由博士后学者达西·麦克罗斯所进行的
这项研究集中在假单胞菌属的细菌种类，以及它们产生的叫做吩嗪的分子
纽曼的实验室已经研究了近二十年的吩嗪及其化学和生物特性
“我们已经知道这些假单胞菌‘抗生素’可以杀死竞争对手，但我们想回答:这种生物产生吩嗪还有其他功能或益处吗？”麦克罗斯说
虽然纽曼实验室多年来已经确定了这些分子的多种作用，但假单胞菌并不总是产生吩嗪，所以麦克罗斯从研究微生物产生分子的条件开始
她发现，当假单胞菌的环境中生物可利用的磷含量有限时，假单胞菌会产生吩嗪
磷是所有生命必需的营养物质，可以有多种化学形式
当它以生物可利用的形式存在时，被认为是“生物可利用的”
举个例子，小麦颗粒不能被人类作为食物食用，但它们可以以面粉的形式被消化并烘焙成面包
类似地，附着在铁矿物表面的磷很难被细菌获取，需要首先释放出来
麦克罗斯想知道生物可利用磷的短缺和吩嗪的生产之间是否有某种联系
纽曼实验室先前的研究表明，吩嗪可以介导一种化学反应，其中土壤中常见的成分氧化铁被溶解；McRose证明了这也能释放附着的磷，使其生物可利用
在实验中，她提取了附着有磷酸盐的合成氧化铁以及含有磷酸盐的天然沉积物，添加了吩嗪，发现生物可利用磷的数量增加了
然后，麦克罗斯用一种不能产生吩嗪的基因改变的假单胞菌进行了实验
她让这些突变的微生物在磷只以铁矿物的形式存在的环境中生长，并将它们与同一环境中的非突变假单胞菌进行比较
正常的细菌能够生长和存活，大概是通过使用吩嗪从铁矿物中获取磷
然而，不能产生吩嗪的突变假单胞菌菌株也不能生长
磷不仅仅是假单胞菌需要的；它是包括农业植物在内的所有生命生存所必需的营养物质
研究人员说，了解假单胞菌等微生物与各种形式的磷之间的关系，以及微生物在使生物圈获得磷方面发挥的作用，对于做出可持续的决策非常重要，例如，关于肥料的使用
纽曼说:“这项工作将关于某些类型抗生素何时产生的旧观察与我们对其化学反应性的理解相结合。”
此外，这项工作提高了对植物根部土壤中发生的微观关系的理解
“揭示这些化合物在获取大量营养物质中的重要作用令人兴奋
展望未来，我们希望利用这一认识来探索更可持续的方法，以提高农田中磷的生物利用率，”纽曼补充道
论文题目为“氧化还原活性抗生素提高磷的生物利用度
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