大腸桿菌分裂成一模一樣的細(xì)胞,使人認(rèn)為它可能是不死的
細(xì)菌不會(huì)有白發(fā)和皺紋,,但它們也會(huì)變老,??茖W(xué)家用照相機(jī)追蹤大腸桿菌的生長,,揭示了其生命各個(gè)階段的模樣,。這將有助于研究與衰老有關(guān)的分子機(jī)制。
研究細(xì)胞中的衰老過程時(shí),,研究者著眼于兩個(gè)關(guān)鍵特征:不對(duì)稱的細(xì)胞分裂,,以及生命周期中準(zhǔn)備進(jìn)行復(fù)制的階段(或者說童年,如果你高興的話),。法國巴黎的INSERM醫(yī)療研究所的微生物學(xué)家Eric Stewart說:“曾有人提出,,這兩個(gè)特征是(導(dǎo)致)衰老的主要組成部分。”
然而大腸桿菌(Escherichia coli)兩者都不具備,。這種單細(xì)胞生物分裂為兩個(gè)看上去完全一樣的子細(xì)胞,,后者又繼續(xù)如此分裂。因此許多科學(xué)家相信,,它和類似的一些細(xì)菌是永生的,。
分裂
大腸桿菌看上去完全對(duì)稱的分裂,使得人們很難追蹤同一細(xì)菌的生命周期,。Stewart及其同事每兩分鐘給一群矩形的大腸桿菌細(xì)胞拍一次照,,解決了這個(gè)問題。他們的完整記錄包括了3.5萬個(gè)以上的細(xì)胞,。在實(shí)驗(yàn)室里,,大腸桿菌每半小時(shí)繁殖一代。
一個(gè)特制的計(jì)算機(jī)程序被用于分析這些照片,,辨別并追蹤每個(gè)細(xì)菌的末端,。
大腸桿菌從中央開始分裂,使每個(gè)子代細(xì)胞都有一個(gè)新產(chǎn)生的末端,。但細(xì)胞的另一末端則承繼自母親,、祖母或更遠(yuǎn)的祖先,。
研究小組在PLoS Biology雜志上報(bào)告說,,繼承了較老的末端的細(xì)菌,繁殖速率比其它細(xì)菌要慢1%左右,。Stewart小組未能跟蹤細(xì)菌到其死亡的時(shí)刻,,因?yàn)?0代之后,培養(yǎng)皿里的細(xì)菌就太多,、無法區(qū)分單個(gè)細(xì)菌了,。研究者們現(xiàn)在的目標(biāo)是,尋找這種繁殖變慢現(xiàn)象背后的機(jī)制,。
監(jiān)測模型
非對(duì)稱分裂的單細(xì)胞生物如酵母,、新月柄桿菌(Caulobacter crescentus),,最近也被發(fā)現(xiàn)在變老時(shí)會(huì)分裂得慢些。發(fā)現(xiàn)觀測細(xì)菌生命過程的方法,,將幫助我們了解控制人類衰老的基因,。
伊利諾伊州北方中央學(xué)院(North Central College)的生物學(xué)家Jonathan Visick說:“細(xì)菌和其它單細(xì)胞生物在傳統(tǒng)上被認(rèn)為不是研究衰老的好對(duì)象,因?yàn)槲覀儫o法從單個(gè)細(xì)胞上觀察到衰老的過程,。”
他說:“這是一個(gè)從前未曾有過的新實(shí)驗(yàn)方法,,這就是此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的意義。”