「智商」被切了？細菌：skr！

「腦子被驢踢了吧！」（或者貓撓了、門擠了、水泡了……）經春晚某知名節目傳播，是瓜前李下大伙兒形容忒不靠譜的人的常用說辭，話語中怒其不爭，恨其智商（IQ）有限的戲謔意思溢於言表。由此可見，人的頭腦要保持運轉良好，至少可在接收信息，權衡利弊和決策行動產生失誤時，不至於落人口實，變成笨伯們名實相符的一種形象特徵。

然而世事難預料，傻人有傻福，有時候「IQ」受損，少了一截，還真不一定是一樁壞事，比如這次科學發現里的細菌。

細菌當然沒有像人類一樣統領中樞神經系統的器官——大腦。但作為一種生物，細菌也需要應付艱難多變的生存環境。它們主要依靠細胞表面一種叫「受體組氨酸激酶」的蛋白質來監測環境和周邊形勢的變化，從而趨利避害，做出適應反應。正因如此，受體組氨酸激酶扮演著類似大腦的作用，被微生物學家們形象地稱為細菌的「IQ」，在細菌感染、生存和繁殖過程中發揮指揮中樞的功能。

中科院微生物所錢韋研究組致力於研究細菌「智商」的控制原理。最近研究組的鄧超穎博士和張煥同學等成員做出了一項有趣的發現（Deng et al, 2018.Nature Communications）：在植物病原細菌－野油菜黃單胞菌中，有一個名為 VgrS 的受體組氨酸激酶扮演著特別重要的角色。作為細菌「IQ」的一部分，VgrS 是感染過程中的關鍵受體：它能夠感知寄主植物體內的缺鐵環境，控制著細菌從寄主植物體內搶奪鐵的過程。正因如此，在細菌侵染植物的過程中，沒有 VgrS 是萬萬不能的。如果 VgrS 這個細菌的IQ「被驢踢了」——比如發生了遺傳突變，那麼細菌感染植物的能力就會嚴重下降，喪失其對抗寄主植物防衛反應的能力。

然而善用刀劍者，必死於刀劍之下。就像在戰爭時期保家衛國的精兵強將，一味窮兵黷武，數量過多的話，在和平時期必定成為社會經濟的一大負擔，需要控制在合理的規模之下。VgrS 作為一種感染過程中不可或缺的「IQ」，在「和平」時期不一定持續發揮正面作用。這項研究就發現，當黃單胞菌不感染植物，而是生活在高滲環境中時，VgrS 控制的信號過程必須被快速地關閉掉，否則反而會嚴重阻礙細菌正常生長。而關閉 VgrS 信號通路的關鍵在於細菌細胞內一種叫 Prc 的蛋白酶：在高滲透脅迫環境下，Prc 識別 VgrS 並且採取「掐頭不去尾」的方式，將 VgrS 信號輸入區域中的前9個氨基酸切割下來。長度變短了的 VgrS 隨即喪失酶活性，老老實實地躺在細胞膜上，不再干擾細菌對抗高滲脅迫的適應反應。這項研究在國際上率先發現細菌的「IQ」被蛋白酶水解，並且這個過程具有重要的生理學意義。這好比細菌的「IQ」被切短了一截以後，有好事者追問細菌感覺如何，細菌們一致表示：skr skr skr（厲害）！

這項研究再次表明，細菌細胞是一個精確調節的複雜系統。無論哪個「IQ」，有多重要，發揮功能時須以謙抑為主。否則尾大不掉，過猶不及，就會威脅正常生命活動。此外，這個過程和人的壓力反應亦頗有可比之處：「鴨梨山大」時恐怕迅速行動最重要。如若思慮過重以至貽誤戰機，「IQ」特發達？還不如「IQ」短一截！

「IQ」被切，反而有利於細菌提高抗脅迫水平

來源：中國科學院微生物研究所

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