團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)大腸桿菌比以前更有彈性
由Skoltech教授Mikhail Gelfand領(lǐng)導(dǎo)的俄羅斯科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種新的過程,通過該過程,大腸桿菌(Escherichia Coli)處理乳糖,從而使其生存。大多數(shù)細(xì)菌能夠在各種生態(tài)環(huán)境下生存。通常,他們能夠使他們的營養(yǎng)攝入適應(yīng)周圍環(huán)境。
眾所周知的細(xì)菌大腸桿菌占據(jù)哺乳動物的腸道。但是,如果將大腸桿菌細(xì)菌移入新的棲息地,它可以以脂肪酸,二硫化碳和其他營養(yǎng)素為食。大腸桿菌最常以葡萄糖為食,葡萄糖往往在復(fù)合碳水化合物分解后進(jìn)入哺乳動物的腸道。它們還可以以乳制品中的乳糖為食。
在20世紀(jì)50年代,法國科學(xué)家Francois Jacob和Jacques Monod討論了大腸桿菌如何處理大量乳糖的問題,以及如何在供應(yīng)用盡時關(guān)閉乳糖利用所需的酶合成機(jī)制。這一直困擾著研究人員,因?yàn)殚e置資源對任何生物都沒有進(jìn)化上的益處。他們發(fā)現(xiàn)位于大腸桿菌染色體中的基因被組織成稱為操縱子的獨(dú)特結(jié)構(gòu),這使得這些細(xì)菌能夠切斷不必要的遺傳活動,從而在葡萄糖和乳糖代謝機(jī)制之間轉(zhuǎn)換。
從那時起,人們普遍認(rèn)為大腸桿菌只有一種利用乳糖的方法,當(dāng)這種遺傳活動被關(guān)閉時,這些細(xì)菌就無法在乳糖上存活。三年前,Skoltech科學(xué)家及其合作者研究了大腸桿菌所屬的腸桿菌科。在他們的研究過程中,他們發(fā)現(xiàn)了負(fù)責(zé)處理二硫化碳的腸桿菌科基因組與用于分解乳糖的基因組合之間的異常相似性。所有這些發(fā)現(xiàn)都是生物信息學(xué)技術(shù)的結(jié)果。
RAS細(xì)胞生物物理研究所加入該小組進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究,在此期間他們發(fā)現(xiàn)大腸桿菌有另一種處理乳糖的方法。特別是,這些細(xì)菌用于處理二硫化碳的基因也可用于加工乳糖??茖W(xué)家隨后關(guān)閉了大腸桿菌通常處理乳糖的機(jī)制,細(xì)菌繼續(xù)使用新發(fā)現(xiàn)的途徑在乳糖上生長和繁殖。
該研究小組在一份聲明中表示,“這些結(jié)果表明,之前認(rèn)為高度專業(yè)化的酶實(shí)際上是多功能的。它還提出了許多與生化特征,特異性和對所有可能底物的親和力相關(guān)的其他問題。此外,我們的發(fā)現(xiàn)顯示了生物信息學(xué)和實(shí)驗(yàn)方法在解決分子生物學(xué)問題方面的有效性,“Skoltech教授Mikhail Gelfand說。
該研究的結(jié)果發(fā)表在科學(xué)報告中。
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