「自私」的質粒，也許沒那麼自私？

在上一篇文章《自私的質粒》中，我們將質粒看做是寄生在細菌體內的自私個體，它們為了能留在細菌體內用盡了各種手段，甚至不惜對宿主發出「死亡威脅」。以大腸桿菌中常見質粒ColE1為例，ColE1中含有cea 基因，它能產生大腸桿菌素E1。大腸桿菌素可以在體外殺死大腸桿菌，大量產生時也能在體內殺死大腸桿菌，但在一般情況下cea基因不會被開啟。在大腸桿菌DNA受到破壞時，大腸桿菌為了啟動SOS反應（DNA修復反應），會分解抑制SOS反應的LexA蛋白。然而LexA蛋白的分解也會開啟另一個基因，那就是cea。cea基因會產生大量的大腸桿菌素，殺死大腸桿菌本身。細菌死亡後大腸桿菌素會被釋放到環境中，殺死其他細菌。但是，擁有ColE1質粒的大腸桿菌卻可以活下來，因為除了cea基因，ColE1中還有一個免疫基因imm，擁有imm基因的大腸桿菌則不會被體外的大腸桿菌素殺死。

在這裡，ColE1給細菌發出了死亡威脅：「我在你周圍的細菌里安放了隨時可能泄露的毒素，而只有我能保護你。沒了我，你也會死。」

對於ColE1的這種行為，我們可以把它理解為細菌體內一個自私的寄生體，它為了自己的生存損菌利己。這是一個有意思的解釋，不過有意思的解釋並不一定是最合理的解釋，更不是唯一的解釋。ColE1的這種行為真的對大腸桿菌有百害而無一利嗎？並不是的。

開疆擴土

ColE1質粒所產生的大腸桿菌素能殺死細菌，在含有ColE1質粒的大腸桿菌繁殖時，有一些大腸桿菌個體會不可避免地死亡。死去的大腸桿菌會釋放出大腸桿菌素，令自己周圍的環境里充滿這種毒素，殺死競爭者，讓自己的兄弟姐妹們獲得更多的資源。如果把攜帶了ColE1的細菌接種到塗有不含ColE1細菌的平板上一起培養，第二天就會發現在含有ColE1的細菌的菌落外有一圈沒有細菌的「不毛之地」：大腸桿菌素令其他細菌無法踏足。這片被大腸桿菌素浸透的區域成為了含有ColE1的細菌的專屬領地。這片區域被佔領後，不斷向外擴散的大腸桿菌素還會繼續殺死周圍細菌，循環往複，一路開疆擴土。

抗「癌」手段？

如果把一個大腸桿菌菌落當做是一個體的話，ColE1基因可能承擔了消滅這個個體中「癌細胞」的任務。在人體內，癌細胞由突變產生，它們不像正常細胞一樣受身體調控，而是一直瘋長，掠奪身體的營養。在菌落中，DNA發生突變的細菌可能也會不再接受群體感應（quorum sensing）的指揮，同時還會耗費營養。產生大腸桿菌素的cea基因會在大腸桿菌DNA受到破壞時啟動，殺死發生DNA突變的細菌。

ColE1的行為也許不是完全是損菌利己，它也從一定程度上幫助了細菌的繁衍。至於哪個解釋最為可信，現在還沒有定論。解釋一個現象時，我們往往最喜歡有趣刺激的解釋，但是有趣的解釋並不一定是唯一的解釋。科學是有趣的，同時也是嚴謹全面的。

經過了幾十億年演化的細菌，難道對賴著不走質粒一點辦法也沒有？下次，我們就來說說細菌的反擊！

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