2018年10月18日《自然通讯》报道,日本冲绳科技大学院大学(OIST)的研究者将微生物塑造成各种自然不存在的形状,展示了微生物生命形式的强大。
该研究基于FtsZ蛋白展开。FtsZ蛋白是细菌细胞分裂的主要调节因子。在分裂早期,FtsZ作为支架蛋白,其他细胞分裂蛋白围绕它聚集,成千上万的FtsZ分子聚集形成多个复合体,构成一个环状结构,称为z环。
研究者为了探究细胞形状对z环形成的影响,受到方形西瓜成长过程的启发,尝试让杆状细菌细胞长成立方体。之前的研究表明,可以通过一种微型框架让细菌细胞直立放置(类似于鸡蛋放在架子上),而不是在培养基表面平躺。经过简单的修改之后,研究小组成功设计出了方形的细菌微型框架。随后,研究小组添加了一些化学物质,降低了细胞的结构完整性。就像西瓜一样,细菌适应了新的环境,长成了盒子的形状, z形环变成了z形方块。研究者继续构建了新的纳米结构框架。心形、三角形、五边形、十字架、半月形和星形框架都被制造出来,细菌在每一种形状中都可以存活,每种形状都成功地塑造新的z形环。
研究表明z环非常坚固,几何形状并不是形成环的障碍。这些细胞能够在非常恶劣的条件下适应性生长和形成分裂环。这是一项简单的科学,但它可能对未来的研究产生巨大的影响。因为,许多抗生素是通过调控与细胞分裂和ftsz支架相关过程来实现功能。在寻找开发新抗生素的方法时,除了考虑细胞形状外,还需要结合更多层次的信息。
吴晓燕 编译自https://www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181018082645.htm
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-018-06887-7
原文标题:Cell shape-independent FtsZ dynamics in synthetically remodeled bacterial cells
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