細胞分裂新機制
中國微生物菌種查詢網(wǎng) 來源：生物通 / 2017-02-20 07:54:01
細胞的分裂是生物生命中最關鍵的機制。25年前，科學家們就發(fā)現(xiàn)細菌能通過在中心位置形成一個Z形環(huán)而分裂成兩個子細胞，但是一直以來他們都不清楚其中具體的細胞分裂機制。
現(xiàn)在來自哈佛大學等處的研究人員利用先進的顯微鏡，成功解開了這個謎題，發(fā)現(xiàn)了細菌如何做到這一點的：它們似乎能在25分鐘內(nèi)，借助于多個分子“磚（bricklayers）”從外部構(gòu)建一個新的細胞壁。而且完成出乎意料的是這些“磚”會在“踏車（treadmilling，生物通譯）”的指導下，沿著細胞壁內(nèi)側(cè)移動。而且細胞壁的構(gòu)建也是從在前面連續(xù)移動的支撐結(jié)構(gòu)開始，后面緊跟著就會連續(xù)拆卸。
這項研究是通過先進的顯微完成，這就需要在細胞壁上加入彩色標簽，通過每次僅僅幾秒鐘的構(gòu)建材料的顏色變化，研究人員觀察到這個不是一個連續(xù)的過程，而是每次發(fā)生在不同位置的過程。驅(qū)動引擎是FtsZ，這種蛋白構(gòu)建了一個拱形的聚合物，通過一種稱為“踏車”的現(xiàn)象移動，其命名來自中世紀的舊踏車。
荷蘭代爾夫特理工大學CeesDekker教授解釋道：“利用這種踏車，研究人員可以在前端加入一些材料來構(gòu)建移動，同時從后部去除它們。我們的研究表明，細胞也使用這種現(xiàn)象來建造細胞壁?！?
這種細胞壁是在許多協(xié)作蛋白的幫助下構(gòu)建的，其中FtsZ是最重要的部分。
“我們的新發(fā)現(xiàn)解決了25年來一直存在的關于FtsZ如何協(xié)調(diào)細胞分裂的謎題，這種蛋白就像是一種腳手架支持物，整個構(gòu)建過程就是在其上發(fā)生的，但它又不是滾動的腳手架，而是不斷地翻新自己的固定腳手架：細胞一直在構(gòu)建細胞壁過程中形成新的腳手架。構(gòu)成細胞壁的建筑機器受到腳手架的調(diào)控，因此跟隨著后者的速度。如果細胞同時有多套不同的腳手架，那么10-15分粥就能構(gòu)建細胞壁。同時其它蛋白也發(fā)揮作用，確保DNA是正確的被分成兩部分，還有細胞膜是正確的關閉等等。整個細胞分裂的過程十分迷人?！?
通過了解細菌細胞的整個分裂機制，就能為研發(fā)新型抗生素帶來新的契機，未來我們還需要掌握更多細菌的知識，才能制造出更多的武器對抗多種疾病。
當細胞分裂時，包含我們遺傳信息的染色體被分離到兩個新的子細胞。在這個過程中如果出現(xiàn)錯誤，就可能會導致疾病。科學家學家們在實驗室里制造了一種人工染色體，來研究細胞是如何自我更新的——一個被稱為細胞分裂的過程。該方法允許研究人員研究參與細胞分裂的關鍵因子，包括形成很多染色體結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，與幫助協(xié)調(diào)處理這個過程的DNA片段。
近期來自愛丁堡大學的研究人員發(fā)現(xiàn)細胞分裂過程會構(gòu)建出一道保護性的屏障，使著絲粒免于被染色體的其他部分影響，可防止致病性錯誤的發(fā)生。
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