一些細(xì)菌如螺旋菌會(huì)形成像星座一樣具有暈環(huán)的閃亮群體形式,。那么這種特殊的群體形式到底有什么功能呢?
發(fā)表在最新一期的《美國科學(xué)院院刊》上的一項(xiàng)新研究回答了新月柄桿菌(Caulobacter crescentus)的這種形式和功能問題,。這種細(xì)菌的細(xì)胞會(huì)通過特殊的柄固定在固體物質(zhì)上,。
IUB的研究人員發(fā)現(xiàn)這種細(xì)菌能夠通過他們的柄來吸收營養(yǎng),。這是迄今為止第一個(gè)證實(shí)細(xì)菌的一個(gè)主要形狀特征與特定生理功能相對(duì)應(yīng)的例子。盡管它們很微小并且易于在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究,,但是到目前人們對(duì)細(xì)菌形狀的生理功能還幾無所知,。
新月柄桿菌的柄能充當(dāng)一種天線來擴(kuò)大從環(huán)境中吸收有機(jī)磷酸的能力。引入的營養(yǎng)物質(zhì)向著細(xì)胞的主題擴(kuò)散,,在那里,,營養(yǎng)物質(zhì)通過代謝過程快速吸收。研究人員利用熒光顯微鏡來觀察有機(jī)磷酸進(jìn)入新月柄桿菌細(xì)胞的位置,。和其他革蘭氏陰性菌一樣,,新月柄桿菌也有兩層膜,其間具有外周胞質(zhì),。實(shí)驗(yàn)證實(shí)有機(jī)磷酸能通過橫跨整個(gè)細(xì)胞表面(包括柄)進(jìn)入,。一旦穿過外層膜,有機(jī)磷酸就被轉(zhuǎn)化成無機(jī)磷酸并從柄向著外周胞質(zhì)擴(kuò)散,。當(dāng)磷酸到達(dá)細(xì)胞體的周質(zhì)時(shí),,磷酸穿過內(nèi)膜并進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。
這種柄能顯著增加細(xì)胞與環(huán)境的接觸,,而無需增加細(xì)胞體積和表面積,。利用數(shù)學(xué)模型,研究人員證實(shí)利用這種天線的營養(yǎng)吸收方式遠(yuǎn)比其他形態(tài)更有效,。這個(gè)模型還推測出細(xì)菌通過擴(kuò)散從它們的緩解中吸收養(yǎng)分,。