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        研究發(fā)現(xiàn)細(xì)菌中細(xì)胞大小的基本單位
        
			
        
				2018-12-29 10:00:56
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			  來(lái)源：
			
        
		
        
				
		
        
			
        生物學(xué)家早就知道，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)素的質(zhì)量變得更好時(shí)，細(xì)菌生長(zhǎng)得越來(lái)越快，微生物生理學(xué)的一個(gè)原則被稱(chēng)為“生長(zhǎng)規(guī)律”，它描述了細(xì)菌的平均細(xì)胞大小與它們生長(zhǎng)速度之間的關(guān)系。但是增長(zhǎng)法有一個(gè)很大的漏洞：它無(wú)法解釋為什么細(xì)菌在達(dá)到某個(gè)臨界尺寸時(shí)會(huì)分裂，無(wú)論有多少或幾乎沒(méi)有營(yíng)養(yǎng)素。
        

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

        然而，通過(guò)將數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于大量抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)，來(lái)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(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了這一原因，并在此過(guò)程中制定了“一般增長(zhǎng)法”，解釋了這些細(xì)菌生理特性的起源。
        

        研究人員在本周發(fā)表的“ 當(dāng)代生物學(xué) ”雜志上發(fā)表的一篇論文中詳細(xì)介紹了他們的成就。
        

        “幾年前，我們開(kāi)始進(jìn)行廣泛的生長(zhǎng)抑制實(shí)驗(yàn)，以使用模型生物大腸桿菌測(cè)試生長(zhǎng)規(guī)律，”加州大學(xué)圣地亞哥分校物理和分子生物學(xué)助理教授Suckjoon Jun說(shuō)。 。“也許并不令人驚訝，原始生長(zhǎng)規(guī)律無(wú)法解釋生長(zhǎng)抑制下細(xì)胞大小的變化。細(xì)胞大小根據(jù)抑制方法的增加或減少。有時(shí)，盡管顯著抑制生長(zhǎng)，細(xì)胞大小根本沒(méi)有變化。”
        

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

        “我們意識(shí)到，這種不變的細(xì)胞大小代表了開(kāi)始生長(zhǎng)和細(xì)胞周期所需的細(xì)胞資源的基本單位，或者說(shuō)汽車(chē)的'引擎'，”Jun說(shuō)。“這個(gè)'單位細(xì)胞'是基礎(chǔ)構(gòu)建細(xì)胞大小，細(xì)胞大小是任何生長(zhǎng)條件下所有不變單位細(xì)胞的總和，解釋了生長(zhǎng)規(guī)律的起源。“
        

        Jun說(shuō)，高通量細(xì)胞采樣技術(shù)和遺傳方法如“CRISPR干擾”的發(fā)展使他的團(tuán)隊(duì)有可能在其生長(zhǎng)抑制實(shí)驗(yàn)中從1000萬(wàn)個(gè)細(xì)菌細(xì)胞中提取大量生理數(shù)據(jù)。
        

        “這使得詳細(xì)可靠的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)成為可能，并導(dǎo)致定量建模，使實(shí)驗(yàn)可測(cè)試的預(yù)測(cè)成為可能，幫助我們更深入地了解數(shù)據(jù)，”他補(bǔ)充說(shuō)。“這補(bǔ)充了我們幾年前發(fā)現(xiàn)的意外'加法器'原則。”
        

        Jun說(shuō)，這個(gè)過(guò)程類(lèi)似于丹麥天文學(xué)家第谷·布拉赫通過(guò)收集更好的行星軌道數(shù)據(jù)，四個(gè)世紀(jì)前能夠說(shuō)服德國(guó)天文學(xué)家約翰內(nèi)斯·開(kāi)普勒，其原點(diǎn)是重力的行星軌道是橢圓而不是界。
        

        “開(kāi)普勒的橢圓模型沒(méi)有說(shuō)明橢圓的物理起源，但他的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模是牛頓50年后動(dòng)力學(xué)研究的重要起點(diǎn)，”Jun說(shuō)。“我們不知道生物學(xué)是否追隨物理學(xué)史的腳步，但正在積累的例子是，生物學(xué)的某些分支正在變成像物理學(xué)那樣的定量科學(xué)。”
        
			

			
          
        
			
        
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