細(xì)菌幾乎生活在地球上的每一個棲息地，包括土壤、水、酸性溫泉，甚至我們自己的腸道內(nèi)。

許多參與發(fā)酵、分解和固氮等基本過程。但科學(xué)家們不了解細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的一個基本過程：它們在分裂前如何組織自己。

駕駛與沖浪

(資料圖片)

當(dāng)細(xì)胞分裂時，細(xì)胞分裂成兩個“子細(xì)胞”，其遺傳物質(zhì)與原始細(xì)胞相同。

在此過程中，DNA 和其他細(xì)胞成分進(jìn)行復(fù)制，然后這些“貨物”被運(yùn)送到細(xì)胞的相對兩側(cè)。

一旦一切就位，細(xì)胞就會從中間分裂，形成兩個相同的子細(xì)胞。

真核生物(在動物、植物、真菌和一些單細(xì)胞生物中發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞類型)運(yùn)送細(xì)胞貨物的方式是眾所周知的。蛋白質(zhì)馬達(dá)沿著由肌動蛋白絲和微管組成的“高速公路”行駛，將 DNA 和細(xì)胞器拉到細(xì)胞的相對兩側(cè)。

細(xì)菌沒有微管或肌動蛋白絲，但仍然能夠協(xié)調(diào)細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)動。

作為一名學(xué)生，Anthony Vecchiarelli 博士。，令人震驚的是“我們不知道整個生命領(lǐng)域中物體如何在細(xì)胞內(nèi)移動?！?/p>

現(xiàn)在，Vecchiarelli 是密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)系的附屬教員和密歇根大學(xué)分子、細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)系的助理教授，他與一組研究人員進(jìn)行了一項(xiàng)研究，以更好地了解組織和運(yùn)動協(xié)調(diào)在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)。

密歇根大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，一些細(xì)菌通過沿著稱為 ParA/MinD ATP 酶的蛋白質(zhì)“沖浪”來運(yùn)輸細(xì)胞貨物。

這些蛋白質(zhì)或“定位系統(tǒng)”甚至專門用于運(yùn)輸單個細(xì)胞成分——每個貨物都有自己專用的“沖浪板”。

這些運(yùn)動或“定位反應(yīng)”可以相互影響，為細(xì)菌在分裂之前如何協(xié)調(diào)細(xì)胞中的復(fù)雜運(yùn)動提供了線索。

研究結(jié)果發(fā)表在《自然通訊》上。

模型細(xì)菌

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究小組首先必須找到一種細(xì)菌進(jìn)行研究，因?yàn)橥ǔＳ糜诹私馍镞^程的研究中的模型物種沒有很多定位系統(tǒng)。

“我們用來了解細(xì)菌如何工作的許多模型表明，所有這些貨物實(shí)際上并沒有任何復(fù)雜的組織，”韋基亞雷利說。

“有些細(xì)菌，比如普通的大腸桿菌，似乎可以在沒有主動分離系統(tǒng)的情況下分離其染色體?！?/p>

使用生物信息學(xué)技術(shù)篩選細(xì)菌的遺傳信息是確定主動定位系統(tǒng)流行程度的第一步。

“我們發(fā)現(xiàn)超過三分之一的已測序細(xì)菌確實(shí)編碼同一細(xì)胞中多個不同貨物的多個定位系統(tǒng)。大腸桿菌是一個例外，”Vecchiarelli 說。

研究小組選擇了一種名為那不勒斯鹵硫桿菌的細(xì)菌進(jìn)行研究，因?yàn)樗鼘ζ叻N不同的貨物有七種不同的定位系統(tǒng)。

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