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      細(xì)菌如何保持和恢復(fù)其形狀
      
			
      
				2019-06-06 09:31:17
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      細(xì)菌有各種形狀和大小 - 有些像桿一樣直，有些像開瓶器一樣扭曲。形狀在細(xì)菌如何滲透和攻擊體內(nèi)細(xì)胞方面起著重要作用。幽門螺桿菌(Helicobacter pylori)是一種可引起潰瘍的細(xì)菌，它可以幫助它穿透組織。
      

      細(xì)菌如何保持和恢復(fù)其形狀
      

      細(xì)菌即使在扭曲變形后也具有非凡的維持和恢復(fù)形態(tài)的能力。研究人員知道，形狀是由細(xì)胞壁決定的，但對細(xì)菌如何監(jiān)測和控制它卻知之甚少。由于細(xì)胞壁是大多數(shù)抗生素的目標(biāo)，因此了解細(xì)菌如何在其細(xì)胞壁上生長可以提供對更有效藥物的了解。
      

      現(xiàn)在，由哈佛大學(xué)約翰·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(SEAS)領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌(大腸桿菌)可以使用機械提示來保持它們的形狀。
      

      該研究發(fā)表在Nature Microbiology上。
      

      “這項研究可能揭示了細(xì)菌生長的一些基本原則，”SEAS的研究生和該論文的共同第一作者Felix Wong說。“我們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞壁生長與機械應(yīng)變的耦合在數(shù)量上與細(xì)菌在實驗中變形后恢復(fù)其形狀的方式一致。”
      

      Wong和資深作者，應(yīng)用數(shù)學(xué)助理教授Ariel Amir首先在約束條件下對大腸桿菌細(xì)胞壁的力學(xué)進(jìn)行建模，這些限制迫使細(xì)菌生長成甜甜圈的形狀。
      

      在之前的研究中，Amir觀察到，在相似的彎曲力下，細(xì)菌會發(fā)生塑性變形，這意味著當(dāng)彎曲力消除后，大腸桿菌細(xì)胞會折回到更直，但仍然彎曲的形狀。這表明細(xì)胞壁生長可以感知施加的彎曲力。Amir還發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞在進(jìn)一步生長時會變直，這一觀察結(jié)果在該論文中尚未解決。
      

      在最新的研究中，研究小組探索了將壁生長與機械應(yīng)變 - 細(xì)菌如何被壓縮或拉伸 - 耦合，可以解釋回彈并預(yù)測細(xì)菌在釋放時會有多快變直。
      

      Wong和Amir用理論模型回答了這個問題，該模型定量地預(yù)測了細(xì)菌如何生長以恢復(fù)其直線形狀以及需要多長時間。
      

      然后，與Drs的實驗組一起。分別來自萊布尼茨聚合物研究所和德國Max Bergmann生物材料中心和法國巴斯德研究所的Lars Renner和Sven van Teeffelen負(fù)責(zé)大腸桿菌的實驗。
      

      模型和實驗彼此一致。機械應(yīng)變依賴性細(xì)胞壁生長速率預(yù)測的拉直速率與實驗發(fā)現(xiàn)的一致。
      

      “我們認(rèn)為我們提出的細(xì)菌想法讓人想起植物的生長，”Wong說。“在植物領(lǐng)域已經(jīng)很好地建立了機械線索可以抑制植物生長。我們的研究表明細(xì)菌可能也是如此。但是，如果機械菌株確實是細(xì)菌的重要感官提示，那么必須有一個感知機械應(yīng)變的分子機制。“
      

      接下來，研究人員希望能夠識別和理解那些可能為未來抗生素提供新靶點的分子機制。
      
			

			
        
      
			
      
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