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        研究發現細菌利用機械力與生物因素一起分裂

        • 科學
        • 2019-10-22 09:02:23

        EPFL科學家的一項新研究發現,細菌利用機械力與生物因素一起分裂。這項研究由EPFL的John McKinney和Georg Fantner小組領導,是在最近的研究表明細菌分裂不僅受生物學支配,而且受物理學支配之后。但是,這種相互作用尚不清楚。

        大多數細菌是桿狀細胞,通過將其長度加倍并在中間分裂而繁殖,從而產生兩個“子細胞”。在時空上控制這些過程的機制對于生存至關重要。考慮到細菌在日常生活中的普及程度以及它們在生物技術中的廣泛應用,這些機制的重要性變得更加清晰。

        科學家們研究了與導致肺結核的人類病原體非常相似的細菌,這種細菌殺死的人比其他任何傳染病都要多。為了研究這些“分枝桿菌”的生長和分裂動力學,科學家構建了一種特殊的儀器,該儀器結合了光學和原子力顯微鏡(AFM)來對分子大小的細胞進行成像和操縱。

        數據表明,分枝桿菌細胞分裂除先前確定的分裂分子(酶)外還需要機械力。在細胞分裂之前,就在細胞分裂的那一點,在細胞壁中會逐漸積累機械應力。

        最終,積累最終達到了毫秒級的快速分裂,將細胞分裂為兩個新的細胞。值得注意的是,當研究人員用超鋒利的AFM針物理壓迫細菌時,它們會導致細胞瞬時分裂和過早分裂。“這項實驗證明了物理學對于這一重要的生物過程至關重要。” Georg Fantner說。

        但是故事的生物學部分在哪里?當細菌細胞分裂時,兩個女兒必須分開,這是由酶介導的過程,該酶溶解了它們之間的分子聯系。研究人員發現,可以通過使用AFM針按壓新生的分裂部位來繞開這一基本過程。

        約翰·麥金尼說:“我們的工作表明,生物酶和機械力“協作”以實現細菌細胞分裂中子細胞的分離。

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