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国内科研

细胞的存活和生长是生物系统的核心因素

2019-07-21 14:40:21国内科研

细胞的存活和生长是生物系统的核心因素。因此,慕尼黑技术大学的研究人员正试图了解分子成分如何相互作用以维持一组细胞在压力情况下的生存能力。在今天发表在Cell Systems上的一篇论文中,该团队提出了决定细菌细胞生死存亡的两个因素 - 持续生存所需的能量,以及存活细胞可以从死细胞中回收生物质的效率。

研究人员通过消除他们获取碳水化合物的途径,在大肠埃希氏菌细胞中创造了紧急情况。因此,细菌既没有能量也没有建筑材料。随着第一批细胞死亡,幸存的细胞试图从周围的细胞尸体中获取营养。它们越能从死细胞中回收,它们的存活率就越高。

总体而言,存活细胞随时间呈指数下降。原则上,这种发展可以通过个体细胞的随机死亡来解释。但是相互关系更复杂,因为研究人员在改变实验条件时发现了这些相互关系。细菌菌落中的腐烂是一种集体现象。因此,周围的细菌细胞将确定其中间的细胞是否死亡或存活。“我们的研究结果使得有可能定量地确定单个分子成分对细菌细胞存活的贡献,”资深作者Ulrich Gerland说。

死亡率的变化可能源于影响细菌存活的大量遗传或生态扰动。因此,每种细菌和每种环境条件出现的平衡是不同的。

为了理解动力学,研究人员以数学方式模拟了存活细菌的整体系统。然后他们利用这种关系来确定细胞存活的分子贡献。根据细胞类型,可以鉴定细胞存活的重要分子因子,这有助于发现决定存活率的酶或其他蛋白质。

“我们的目标是系统地和定量地了解细菌如何在如此多的环境条件下生存,”Gerland解释说。“这是对生存生理学的追求。”

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