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      細菌如何保持和恢復其形狀
      
			
      
				2018-12-24 11:41:42
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      細菌有各種形狀和大小 - 有些像桿一樣筆直，有些像開瓶器一樣扭曲。形狀在細菌如何滲透和攻擊體內(nèi)細胞方面起著重要作用。幽門螺桿菌(一種可引起潰瘍的細菌)的螺旋形狀可能有助于它穿透組織。即使在變形后，細菌也具有非凡的維持和恢復形態(tài)的能力。研究人員知道，形狀是由細胞壁決定的，但對細菌如何監(jiān)測和控制它卻知之甚少。由于細胞壁是大多數(shù)抗生素的目標，因此了解細菌如何在細胞壁上生長可以提供對更有效藥物的了解。
      

      細菌如何保持和恢復其形狀
      

      現(xiàn)在，由哈佛大學約翰·保爾森工程與應用科學學院(SEAS)領(lǐng)導的一個研究小組發(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)細胞壁生長與機械應變的耦合在數(shù)量上與細菌在實驗中變形后恢復其形狀的方式一致。”
      

      Wong和資深作者，應用數(shù)學助理教授Ariel Amir首先在約束條件下對大腸桿菌細胞壁的力學進行建模，這些限制迫使細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作用下，細菌會發(fā)生塑性變形，這意味著當彎曲力消除后，大腸桿菌 細胞會折回到更直，但仍然彎曲的形狀。這表明細胞壁生長可以感知施加的彎曲力。Amir還發(fā)現(xiàn)，細胞在進一步生長時會變直，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增長與機械應變 - 細菌如何被壓縮或拉伸 - 的耦合可以解釋回彈并預測細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，該模型定量地預測了細菌如何生長以恢復其直線形狀以及需要多長時間。
      

      然后，與Drs的實驗組一起。Lars Renner和來自德國萊布尼茨聚合物研究所和Max Bergmann生物材料中心以及法國巴斯德研究所的Sven van Teeffelen分別用大腸桿菌進行了實驗。
      

      模型和實驗相互一致。機械應變依賴性細胞壁生長速率預測的拉直速率與實驗發(fā)現(xiàn)的一致。
      

      “我們認為我們提出的細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。我們的研究表明細菌可能也是如此。但是，如果機械菌株確實是細菌的重要感官提示，那么必須有一個感知機械應變的分子機制。“
      

      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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