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      發(fā)現(xiàn)細(xì)菌分裂的新機(jī)制
      
			
      
				2019-06-14 09:18:25
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      大多數(shù)桿狀細(xì)菌在其DNA安全復(fù)制并分離到細(xì)胞的相對(duì)兩端后，通過在中間分裂成兩個(gè)分裂。這個(gè)看似簡單的過程實(shí)際上需要緊密和精確的協(xié)調(diào)，這是通過兩個(gè)生物系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的：核仁閉塞，保護(hù)細(xì)胞的遺傳物質(zhì)免于分裂，直到它復(fù)制和分離，和“微細(xì)胞”系統(tǒng)，定位分裂的位置在細(xì)胞的中間，形成分隔壁以將其分成兩部分。
      

      發(fā)現(xiàn)細(xì)菌分裂的新機(jī)制
      

      但是一些致病細(xì)菌，例如結(jié)核分枝桿菌，不使用這些機(jī)制。EPFL科學(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)將光學(xué)和原子力顯微鏡結(jié)合起來，首次跟蹤這種細(xì)菌的分裂，并發(fā)現(xiàn)它們沿著它們的長度使用起伏的“波浪模式”來標(biāo)記未來的分裂位置。該研究結(jié)果發(fā)表在Nature Microbiology上。
      

      這項(xiàng)工作由EPFL的John McKinney和Georg Fantner的實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合進(jìn)行?？茖W(xué)家們想要了解沒有核子閉塞基因和微細(xì)胞系統(tǒng)的細(xì)菌如何“決定”何時(shí)何地分裂。這很重要，因?yàn)樵S多致病菌屬于這一類，并且知道它們?nèi)绾畏至芽梢蚤_辟新的方法來對(duì)抗它們。
      

      研究人員專注于結(jié)核分枝桿菌(Mycobacterium smegmatis)，一種結(jié)核分枝桿菌的非致病性親屬。這些細(xì)菌都沒有使用兩種“常規(guī)”生物系統(tǒng)來協(xié)調(diào)分裂，這意味著需要非傳統(tǒng)的方法來研究它們。
      

      研究人員將兩種類型的顯微鏡結(jié)合起來跟蹤細(xì)菌的生命周期。第一種技術(shù)是光學(xué)顯微鏡，它使用熒光標(biāo)記“觀察”各種生物結(jié)構(gòu)和生物分子。第二種技術(shù)是原子力顯微鏡，它通過一個(gè)微小的機(jī)械探針“感覺”表面，在細(xì)胞表面提供極高分辨率的結(jié)構(gòu)圖像，就像一個(gè)盲人可以形成一個(gè)物體的三維心理圖像將手從表面上移開。“這個(gè)實(shí)驗(yàn)構(gòu)成了有史以來對(duì)生長細(xì)胞進(jìn)行的最長的連續(xù)原子力顯微鏡實(shí)驗(yàn)，”Georg Fantner說道，而John McKinney補(bǔ)充道：“它說明了新技術(shù)的力量，不僅可以用更高的分辨率分析我們已經(jīng)知道的東西，而且也發(fā)現(xiàn)了我們沒有預(yù)料到的新事物。“
      

      通過結(jié)合這兩種技術(shù)的定制儀器，科學(xué)家們創(chuàng)造了多代細(xì)菌生長和分裂的長期時(shí)間流逝。出乎意料的是，他們發(fā)現(xiàn)細(xì)菌在其長度上產(chǎn)生起伏的“槽狀”圖案。在分枝桿菌細(xì)胞的起伏表面上的這些形態(tài)學(xué)界標(biāo)對(duì)應(yīng)于未來的細(xì)胞分裂位點(diǎn)。
      

      波谷大致是重復(fù)的波浪，科學(xué)家們計(jì)算出這些波的平均波長約為1.8微米，振幅太小而無法用常規(guī)顯微鏡(約100納米)分辨。這可能是之前未報(bào)告波形波谷的原因。
      

      延時(shí)圖像還顯示，在分枝桿菌分裂后，新的“子”細(xì)胞繼承了“母”細(xì)胞的波谷模式，并最終在最中心的波谷處分裂。
      

      波谷在用作分區(qū)之前可以形成三代。根據(jù)該研究的第一作者亞歷山大·埃斯坎達(dá)里安(Alexander Eskandarian)的說法，這些形態(tài)學(xué)特征“是迄今為止最早的細(xì)菌未來分裂地點(diǎn)的標(biāo)志性建筑”。在這些觀察的基礎(chǔ)上，未來的研究將集中于確定負(fù)責(zé)波谷形成和傳播以及細(xì)胞分裂機(jī)制的招募的潛在機(jī)制。
      
			

			
        
      
			
      
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