知道是什么著控制細(xì)菌的生長(zhǎng)和行為

信號(hào)分子決定細(xì)菌的生活方式

信號(hào)分子ppGpp和c-di-GMP競(jìng)爭(zhēng)與主開(kāi)關(guān)的結(jié)合。Urs Jenal解釋說(shuō)：“在高水平ppGpp的細(xì)菌群中，蛋白質(zhì)被打開(kāi);它是活躍的。”“在這種狀態(tài)下，葡萄糖的消耗正在緊鑼密鼓地進(jìn)行。與此同時(shí)，所產(chǎn)生的有害氧自由基也被有效地中和了。”這確保了代謝反應(yīng)適應(yīng)了運(yùn)動(dòng)游泳細(xì)胞的高能量需求，并且避免了細(xì)胞損傷。

在有利的生活條件下，提供足夠的營(yíng)養(yǎng)，c-di-GMP的水平不斷增加，迫使游泳者發(fā)展為無(wú)柄形式。Jenal說(shuō)：“在這種情況下，c-di-GMP從蛋白質(zhì)的結(jié)合口袋中置換了ppGpp，改變了其結(jié)構(gòu)并使其自身關(guān)閉。”“這改變了新陳代謝的反應(yīng)，使細(xì)菌得以沉降，生長(zhǎng)和繁殖。細(xì)胞的構(gòu)建基團(tuán)以及與表面附著的粘附物質(zhì)一起被促進(jìn)。”

細(xì)菌被認(rèn)為是生存的真正專家。它們對(duì)變化的環(huán)境條件的快速適應(yīng)性響應(yīng)尤其基于兩個(gè)相互競(jìng)爭(zhēng)的信號(hào)分子。據(jù)巴塞爾大學(xué)的研究人員報(bào)道，作為代謝控制的“陰陽(yáng)”，它們決定細(xì)菌的生活方式。新發(fā)現(xiàn)在細(xì)菌感染的背景下也發(fā)揮了作用。

無(wú)論是病原體，深海微生物還是居住在土壤中的生物，為了生存，微生物必須能夠迅速適應(yīng)其環(huán)境的各種變化，包括營(yíng)養(yǎng)消耗。細(xì)菌具有非凡的能力，可以迅速適應(yīng)小信號(hào)分子，從而適應(yīng)不良的生活條件。

來(lái)自巴塞爾大學(xué)Biozentrum的Urs Jenal教授和Tilman Schirmer教授為首的科學(xué)家們現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌使用兩種化學(xué)相關(guān)的信號(hào)分子來(lái)使他們的生活方式適應(yīng)當(dāng)前的生活條件。研究人員在-新一期的《自然微生物學(xué)》中介紹了他們的研究結(jié)果。像陰和陽(yáng)一樣，這兩個(gè)分子體現(xiàn)了兩個(gè)相互控制細(xì)菌生長(zhǎng)和代謝的作用力。

有兩種不同生活方式的細(xì)菌

研究人員使用新月形桿菌作為模型生物，研究了兩種信號(hào)分子ppGpp和c-di-GMP在細(xì)胞中的拮抗性質(zhì)。這種細(xì)菌可以扮演兩種不同的角色：可以以不分裂的自由游動(dòng)形式和以表面附著的繁殖狀態(tài)發(fā)現(xiàn)。

生活方式和環(huán)境條件都反映在兩個(gè)信號(hào)分子的濃度中。該信息由結(jié)合兩個(gè)信號(hào)分子并起分子開(kāi)關(guān)作用，控制細(xì)菌的生長(zhǎng)，代謝和生活方式的蛋白質(zhì)檢測(cè)到。