微弱的光从一个细菌传到另一个细菌。在显微镜下，它可能看起来并不多，但一场致命的战斗正在进行:第二个细胞刚刚被一支有毒的矛击中。
英国牛津大学的凯文·福斯特教授说:“你可以看到细胞变成球状然后死亡。”
与动物不同的是，动物在可能的情况下更有可能避免战斗，细菌可能非常具有攻击性。
他说，细菌的世界充满了冲突。
福斯特教授从研究蜜蜂和黄蜂等动物开始了他的动物学生涯，以了解合作与竞争的平衡，然后他将重点转向了微生物世界。他觉得微生物作为一个群体是如何相互作用的，还有很多东西需要学习。
“以前人们并没有这样想过细菌。多年来，传统上的细菌经常在摇晃的烧瓶中进行研究，或者被视为单个细胞。他说:“当我开始研究细菌时(2005年)，人们已经认识到细菌实际上在这些非常密集和多样化的群落中度过了很多时间。”
“这些细菌非常神奇。它们有能力察觉到自己受到攻击，并进行反击。整个世界都在发生冲突，这很有趣。”
福斯特教授正在领导一个名为MicroWars的项目，研究细菌如何使用它们拥有的各种武器。面对日益增长的抗生素耐药性的威胁，我们可能能够从研究细菌如何发展出自相残杀的方法中学到很多东西。除了毒矛，细菌还有一系列不同的策略，比如释放化学物质——抗生素——杀死其他细菌。
“最经典的是抗生素。这些可能是每个人都最了解的。来自英国伦敦帝国理工学院的微生物学家卢克·奥尔索普博士也在研究细菌之间的竞争，他说:“它们往往是可扩散的，所以细菌会产生它们，然后将它们分泌到环境中。”
他没有参与MicroWars，而是研究VI型细菌分泌系统，该系统负责向其他细菌发射一根毒矛。
“它可以从细菌中发射出来，进入环境或竞争生物体。”它可以将一些酶或毒素直接输送到竞争对手体内。”“这是一种纳米机器，可以将其从细胞中发射出来，类似于弩或鱼叉。
“我认为这些(武器)系统已经存在很长时间了。“我们才刚刚开始了解它们，”他补充说，尽管我们可以看到这些武器系统存在于许多细菌中，但我们仍然不知道它们是如何以及何时被使用的。我认为，理解这一点是个大问题。然后，如果我们能把它用于我们的利益，那就太棒了。”
优势
为了更好地了解细菌如何使用武器，福斯特教授和他的团队汇集了计算机科学、微生物学和生物信息学方面的专业知识。
“这很简单，一个有毒素，另一个没有毒素，所以有毒素的那个会赢。”事实并非如此。福斯特教授说:“制造这些毒素通常非常昂贵(资源密集型)，如果你不能很有效地使用它，那么你就会被不含它的菌株打败。”
在进行更艰苦的实验之前，他的团队已经开发了计算模型来模拟细菌的生长和相互作用。他说，通过计算，我们可以研究各种情况，这些武器在哪些情况下是有益的，哪些情况下是无益的。
研究人员将他们的模拟变成了一个名为“肠道战争”的电脑游戏，玩家可以让不同强度的细菌相互对抗，并了解现实世界的例子。
为了对模拟进行测试，研究小组随后用荧光标记研究了基因工程细菌，以跟踪它们使用武器系统的情况。他们把重点放在两种细菌上，大肠杆菌和铜绿假单胞菌，作为测试案例。
大肠杆菌可能是由受污染的食物或水引起的感染，但它也存在于我们的肠道中。它含有一系列毒素，有助于保持各种细菌的数量平衡，有些菌株甚至被用作益生菌来治疗感染。它也得到了很好的研究，这使得它更容易在实验室中操作，在不同的条件下进行测试。
假单胞菌可在脆弱人群中引起严重感染，并具有许多武器系统。除了三种VI型分泌枪外，细菌还会产生一系列蛋白质毒素、氰化物、有中毒尖端的分子棒等。
“这是一种特殊的情况，它已经进化得非常具有攻击性。福斯特教授说:“因此，这是一个关于细菌侵略和战争的极端例子，是一个有趣的测试案例。”
荧光
MicroWars团队正在使用一种基因工程假单胞菌菌株，其中有毒的矛附有荧光标签，以便在显微镜下可以看到。这使他们能够准确地看到它何时被使用。
为了获得更多的细节，他们开发了假单胞菌菌株，当它们使用不同的武器时，它们会发出不同的颜色。
“其中一个关键问题是:如果你拥有所有这些武器，你什么时候使用它们?”你会同时使用它们吗?福斯特教授说:“然后我们就可以开始问，在什么情况下它们会使用鱼叉枪而不是使用毒素。”
“我们还没有那么多的数据，但很明显，它们不会同时被使用。这些武器系统受到不同的管制，并在不同的条件下使用。”
研究细菌武器的一个希望是找到新的抗生素。
“这些(细菌)毒素是有目标的，而这些目标实际上就像细菌的致命弱点。”如果你找到了这些目标，也许你就可以针对这些目标设计出其他的策略，”奥尔索普博士说。
然而，福斯特教授希望，在未来，了解细菌相互竞争背后的原理可能会导致一种全新的抗生素替代品。
“有定制设计益生菌的想法，我们可以选择特定的菌株或为特定的目标设计特定的菌株，比如消除病原体。”他说，这将是抗生素的替代品。
他说，这是病菌对抗病菌，而不是药物。
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