数学建模反驳了长期以来对细菌细胞周期的看法
2021-12-31 10:26:12
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诺里奇研究园约翰·英尼斯中心的建模师Martin Howard教授和Seán Murray博士，以及日内瓦大学的实验合作者Patrick Viollier教授，Gaël Panis博士优特EUTECH和Coralie Fumeaux博士一直在研究病毒如何劫持Caulobacter crescentus的自然细胞周期，Caulobacter crescentus是一种在水中发现的细菌。
Caulobacter不对称分裂 - 一个静止的"母"细胞分裂产生一个运动的子细胞，与母亲不同，可以使用称为鞭毛的旋转毛发状结构游泳。由于无法按原样繁殖，子细胞必须首先发育成新的母细胞，脱落鞭毛并获得将其与表面结合的柄附属物。这种不对称的生命周期可以在自然界中看到，并且与珊瑚等许多多细胞生物使用的机制相同。
但是，在开发和测试Caulobacter细胞周期的简单数学模型以研究其与病毒的相互作用时，他们意识到四个关键细胞周期基因中的两个被认为对细胞活力至关重要，实际上根本不需要。此外，这两个无关紧要的基因被证明形成了一个调节回路，该回路在许多其他不对称细菌中是保守的，但在Caulobacter的原始（和简单）进化祖先中可能不存在。
"普遍的观点是，如果没有这四个核心细胞周期基因，细胞将无法正常发育并死亡，"霍华德教授说。"通过数学建模，加上我们在日内瓦的同事的生物学实验，我们已经证明这种普遍的观点是错误的，因为我们能够删除四个基因中的两个，并且仍然获得活细胞。
到目前为止，处于不对称细胞周期控制核心的机制比以前认为的要简单得多。这种简单性，以及揭示它的最小建模/遗传学方法的组合，对于更复杂生物体中的许多其他细胞周期可能很重要。这些结果已于2013年12月31日发表在PLoS Biology上。