研究揭示了關(guān)鍵細菌的新生存策略
新的研究表明,一個細菌和有前途的微生物細胞工廠在沒有氮氣的情況下不會立即關(guān)閉 - 而是“等待”,直到絕對必要停止運作。
該研究由包括普利茅斯大學在內(nèi)的團隊發(fā)表,專注于單細胞藍細菌,它是許多植物健康和生長的重要生物,因為它們是極少數(shù)可將惰性大氣氮轉(zhuǎn)化為有機形式。
為了更好地了解它們的運作方式,科學家們在缺乏氮氣時監(jiān)測了它們的行為 - 特別注意轉(zhuǎn)錄因子;控制基因活動的裝置。
現(xiàn)在,研究小組已經(jīng)發(fā)現(xiàn),一種稱為NtcA的特定轉(zhuǎn)錄因子在缺乏氮氣時等待提示工作,而不是立即行動 - 這開啟了許多關(guān)于這些關(guān)鍵細菌如何發(fā)??揮作用的問題。
普利茅斯大學半島醫(yī)學和牙科學院生物信息學教授Matthias Futschik是研究小組的成員,他說:“當一株植物缺乏氮氣時,一個常見的展示因素是葉子變成'黃色',這表明光合作用停止了。這也發(fā)生在藍藻中,藍藻創(chuàng)造了植物現(xiàn)在使用的光合機構(gòu)。
“藍藻進行含氧光合作用并在全球碳和氮循環(huán)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,因此我們盡可能多地了解它們的運作方式至關(guān)重要。
“我們非常驚訝地發(fā)現(xiàn)大量的NtcA結(jié)合與延遲的表達變化相關(guān),表明NtcA可以存在于由其他因素控制的平衡狀態(tài)。我們以前認為轉(zhuǎn)錄因子立即起作用,但我們現(xiàn)在明白它們在等待。我們相信這種“等待”是在自然環(huán)境中取得成功的關(guān)鍵,在這些環(huán)境中氮等營養(yǎng)成分經(jīng)常波動。
“面對氮的缺乏,藍藻需要決定是否進入冬眠,這與新陳代謝的嚴重變化有關(guān)。問題是其棲息地缺氮可持續(xù)幾分鐘,進入冬眠狀態(tài)將是有害的,特別是如果其周圍的其他藍藻繼續(xù)生長和分裂,或者氮的缺乏持續(xù)數(shù)月,其中冬眠是唯一的生存方式。
“這讓我想起了你在鄉(xiāng)下徒步旅行并開始下雨的情況 - 這并不是一個完全不常見的情況。你不想在第一次雨點轉(zhuǎn)身,但你也不想等直到一場暴風雨襲來。
“要看到藍藻已經(jīng)找到了擺脫這種困境的方法,這種方式令人著迷,并使它們比我們之前想象的要復雜得多。
“我們現(xiàn)在正試圖找出藍細菌如何在做出冬眠的承諾時獲得正確的時機 - 或留在徒步旅行者的照片中,何時決定每天打電話讓它走出雨中。”
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