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        研究發(fā)現(xiàn)細菌中細胞大小的基本單位
        
			
        
				2019-06-28 09:51:57
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			  來源：
			
        
		
        
				
		
        
			
        生物學(xué)家早就知道，當營養(yǎng)素的質(zhì)量變得更好時，細菌生長得越來越快，微生物生理學(xué)的一個原則被稱為“生長規(guī)律”，它描述了細菌的平均細胞大小與它們生長速度之間的關(guān)系。但是增長法有一個很大的漏洞：它無法解釋為什么細菌在達到某個臨界尺寸時會分裂，無論有多少或幾乎沒有營養(yǎng)素。
        

        研究發(fā)現(xiàn)細菌中細胞大小的基本單位
        

        然而，通過將數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于大量抑制細菌生長的實驗，來自加州大學(xué)圣地亞哥分校的物理學(xué)家，生物學(xué)家和生物工程師團隊發(fā)現(xiàn)了這一原因，并在此過程中制定了“一般增長法”，解釋了這些細菌生理特性的起源。
        

        研究人員在本周發(fā)表的“當代生物學(xué)”雜志上發(fā)表的一篇論文中詳述了他們的成就。
        

        “幾年前，我們開始進行廣泛的生長抑制實驗，以使用模型生物大腸桿菌測試生長規(guī)律，”加州大學(xué)圣地亞哥分校物理與分子生物學(xué)助理教授Suckjoon Jun說。 。“也許并不令人驚訝，原始生長規(guī)律無法解釋生長抑制下細胞大小的變化。細胞大小根據(jù)抑制方法的增加或減少。有時，盡管生長抑制顯著，但細胞大小根本沒有變化。”
        

        Jun和他的同事發(fā)現(xiàn)，當細胞開始復(fù)制其遺傳物質(zhì)以準備細胞分裂時，盡管細胞中存在許多遺傳過程和變化，如蛋白質(zhì)和DNA合成，細胞壁合成和細胞形狀，但細胞大小仍然非常恒定。
        

        “我們意識到，這種不變的細胞大小代表了開始生長和細胞周期所需的細胞資源的基本單位，或者說是汽車的'引擎'，”Jun說。“這個'單位細胞'是基礎(chǔ)構(gòu)建細胞大小，細胞大小是任何生長條件下所有不變單位細胞的總和，解釋了生長規(guī)律的起源。“
        

        Jun說，高通量細胞采樣技術(shù)和遺傳方法如“CRISPR干擾”的發(fā)展使他的團隊有可能在其生長抑制實驗中從1000萬個細菌細胞中提取大量生理數(shù)據(jù)。
        

        “這樣可以提供詳細可靠的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并導(dǎo)致定量建模，使實驗可測試的預(yù)測成為可能，幫助我們更深入地了解數(shù)據(jù)，”他補充說。“這補充了我們幾年前發(fā)現(xiàn)的意外”加法器“原則。”
        

        Jun說，這個過程類似于丹麥天文學(xué)家第谷·布拉赫通過收集更好的行星軌道數(shù)據(jù)，能夠說服四個世紀前的德國天文學(xué)家約翰內(nèi)斯·開普勒，其原點是重力的行星軌道是橢圓形而不是界。
        

        “開普勒的橢圓模型沒有說明橢圓的物理起源，但他的運動學(xué)建模是牛頓50年后動力學(xué)研究的重要起點，”Jun說。“我們不知道生物學(xué)是否追隨物理學(xué)史的腳步，但實例正在積累，生物學(xué)的某些分支正在成為物理學(xué)的定量科學(xué)。”
        
			

			
          
        
			
        
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