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      將細菌雕刻成極端形狀揭示了細胞分裂的粗糙性
      
			
      
				2019-03-15 10:49:20
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      西瓜和細菌有什么共同之處?Nature Communications的一項研究顯示，就像美味的水果一樣，微生物可以被塑造成不尋常的形狀。該論文由沖繩科學技術研究生院(OIST)的研究人員制作，將細菌細胞的結構從簡單的桿狀物改造成自然界中看不到的復雜形狀，顯示出這些生命形式的強大程度。
      

      將細菌雕刻成極端形狀揭示了細胞分裂的粗糙性
      

      該研究以FtsZ蛋白為中心，F(xiàn)tsZ蛋白是細菌細胞分裂的主要調(diào)節(jié)因子。在分裂過程的早期，F(xiàn)tsZ充當支架蛋白，其他細胞分裂蛋白聚集在其上。在此過程中，數(shù)千個FtsZ分子在細胞中間聚集在一起，形成一個稱為Z環(huán)的圓形結構的多個復合物。
      

      在模型細菌大腸桿菌中，Z-環(huán)在細胞分裂部位產(chǎn)生。但是，結構細胞生物學部門的比爾·索德斯特羅姆博士想知道在所有情況下是否總是這樣：“這個環(huán)在中間細胞的圓周上形成，但我想知道細胞形狀本身在創(chuàng)造它的重要性。細胞不是棒狀的，Z環(huán)還是圓的嗎?“
      

      從本質(zhì)上講，Söderström博士想知道他是否可以圍成一圈?？吹轿鞴铣砷L為盒狀的靈感，他的第一步是看他是否可以讓桿狀細菌細胞長成立方體。該技術已經(jīng)存在：以前在OIST進行的研究采用了一種微尺度框架，該框架已成功用于將細菌細胞直立放置，而不是平放在瓊脂糖墊的表面 - 類似于雞蛋直立放在蛋盒中的方式。
      

      這些框架由亞歷山大的微加工實驗室的Alexander Badrutdinov博士建造，因此Söderström博士詢問是否可以修改設計以使用方形。一個簡單的修改后，該團隊將生長的細菌細胞引入他們新的四四方方的家中。然后該團隊添加了化學物質(zhì)，降低了細胞的結構完整性，使其變得不規(guī)則形狀的模具。
      

      就像西瓜一樣，細菌適應了它們的新環(huán)境并變成了盒子形狀 - 而Z形環(huán)現(xiàn)在是Z形正方形。從那里開辟了可能性：環(huán)形成的其他形狀是什么?構建了新的納米制造框架。制作了心形，三角形，五邊形，十字形，半月形甚至星形，并在每個中形成細菌。每個形狀都成功地塑造了細菌及其Z形??環(huán)。
      

      “真的，我們最終還是為了好玩而做了這些額外的形狀，”Söderström博士笑著說，“但它的核心是非?；A的科學。”
      

      簡單是騙人的。Söderström博士的觀察告訴我們非?；镜纳飳W，這些生物學是如何形成這些細胞結構的基礎。該研究表明，這些細胞可以在非常嚴格的條件下應對生長和形成分裂環(huán)。這是一個簡單的科學，但它可能會對未來的研究產(chǎn)生更大的影響。
      

      許多抗生素靶向與細胞分裂和FtsZ維持的支架密切相關的細胞功能。在尋找開發(fā)新抗生素的方法時，人們需要尋找其他地方而不是細胞形狀。“我們的研究表明，Z形環(huán)非常堅固 - 幾何形狀不是形成環(huán)的障礙，”Söderström博士說。
      

      雖然細菌可以采取的形狀可能會令人驚訝，但看到這種微生物的適應性是多么令人震驚 - 并且在抗生素抗性的時代，它及時提醒科學家在尋找打擊方式時所面臨的彈性他們。
      
			

			
        
      
			
      
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