中文字幕在线天|亚洲一区二区三区手机版|少妇中文字幕乱码亚洲影视|最好看的久久综合伊人



      

      
  

      

      
	
	

      

      



      

	
      

      
	
      
  	       
      
       中國基因網您的位置：首頁 >遺傳基因 >        
      
  
      
		
      
			
      帶起動槍的蛋白質
      
			
      
				2019-02-28 10:48:17
				?
			  來源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      休眠細菌是否開始繁殖并非偶然。相反，他們只是在等待來自細胞內部的單個蛋白質的清晰信號。ETH的研究人員現(xiàn)在已經破譯了這背后的分子機制。
      

      帶起動槍的蛋白質
      

      細菌能夠極快地生長，但只有在條件合適的情況下才能生長。如果它們缺乏營養(yǎng)，或者太冷或太干，它們將進入休眠狀態(tài)等待它。到目前為止，通常使用快樂生長的種群來研究個體細菌細胞如何決定是否分裂的問題。但是到目前為止，沒有人能夠說明是什么促使休眠細菌醒來并開始分裂。
      

      現(xiàn)在蘇黎世聯(lián)邦理工學院分子系統(tǒng)生物學研究所所長Uwe Sauer和他的研究團隊已經解開了這個謎團。他們研究腸道細菌大腸桿菌，以了解細胞決定首次分裂的原因。令人驚訝的是，答案在于細菌細胞內部的單個蛋白質：只有當該蛋白質的濃度升高到某個閾值以上時，細胞才會分裂。根據(jù)他們的發(fā)現(xiàn)，研究人員開發(fā)了一個數(shù)學模型。“現(xiàn)在，這種模型第一次對細胞分裂何時開始進行定量預測，”紹爾說。他們的研究最近發(fā)表在Molecular Systems Biology期刊上。
      

      新陳代謝迅速激活
      

      為了理解這種機制，研究人員首先通過使營養(yǎng)物質挨餓使大腸桿菌細菌蟄伏。接下來，他們用細小的葡萄糖溶液給細胞喂食，細菌在吞噬時不失時機：在幾秒鐘內，它們的新陳代謝開始起作用。為了證明這一點，研究人員使用了Sauer實驗室開發(fā)的一種方法，該方法可以同時實時測量數(shù)百種代謝產物。
      

      他們的分析表明，將細菌轉化為新生物質所需的細菌花費的時間非常短，其中包括隨后構成蛋白質和DNA的氨基酸和核酸 - 這是形成新細胞的先決條件。
      

      喂食頻率是關鍵
      

      只要存在足夠的新生物量，已經處于生長期的細菌將繼續(xù)分裂。但這是一個與休眠細胞不同的故事：每十分鐘給它們一次營養(yǎng)葡萄糖滴，導致它們隨著時間的推移產生越來越多的生物量，但它們仍然沒有分裂。只有當研究人員縮短時間間隔并每隔4分鐘喂食細胞時，才會發(fā)生細胞分裂，盡管在1小時后。將喂食速度加快到每分鐘一次就會產生細胞分裂幾乎立即開始的效果。“這不是決定性的糖總量，而是喂食頻率，”紹爾說。
      

      這導致研究人員懷疑細胞將葡萄糖轉化為關鍵蛋白質，但這種蛋白質在飼料之間的時間內被分解。只有當葡萄糖以足夠頻繁的間隔提供時，產生的蛋白質才會比分解更多，從而使細胞分裂。為了驗證他們的假設，研究人員對科學文獻中的蛋白質進行了梳理，這些蛋白質在細胞分裂中發(fā)揮作用，并被細胞自身的蛋白酶分解。這就是他們如何追蹤蛋白質FtsZ，它在分裂過程中形成一個環(huán)，幫助細胞分裂成兩個子細胞。
      

      細胞分裂蛋白FtsZ作為信號
      

      與蘇黎世聯(lián)邦理工學院環(huán)境工程研究所的Roman Stocker教授和加利福尼亞大學圣地亞哥分校的Suckjoon Jun教授一起，研究人員證明FtsZ在大腸桿菌細胞中確實存在分解，并且其濃度在饑餓時期。事實證明，這確實是研究人員正在尋找的關鍵蛋白質，因為人為加速FtsZ的分解延遲了細胞分裂的開始。相比之下，當研究人員使用遺傳方法使細胞產生更多的FtsZ時，那些細胞開始更快地分裂。“這就是我們如何證明FtsZ的濃度是細胞開始分裂的決定性信號，”Sauer說。
      

      在他看來，這些新發(fā)現(xiàn)不僅有助于進一步的基礎研究，它們也可能形成特定應用的基礎：FtsZ不僅存在于大腸桿菌中，而且存在于幾乎所有細菌種類中，包括病原體如結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis)。“如果我們想要防止休眠細菌開始分裂，那么FtsZ是一個很好的攻擊點，”紹爾說。幾年來，一些實驗室一直在研究加速FtsZ分解的物質，這使它們成為新抗生素的有希望的候選者。
      
			

			
        
      
			
      
            鄭重聲明：本文版權歸原作者所有，轉載文章僅為傳播更多信息之目的，如有侵權行為，請第一時間聯(lián)系我們修改或刪除，多謝。
			
      
			
			
      
        
      推薦內容