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细菌如何知道是时候分裂了

细菌细胞不会在某一天早上醒来就决定成为父母。但它们的细胞周期中有一个点——在充分生长并复制基因组之后——它们分裂成两部分,产生新的细胞,然后重复这个过程。什么告诉细菌是时候分裂了?科学家们在这个问题上存在分歧。

在过去的几年里,当科学家们试图揭示决定细菌何时分裂的生物信号时,他们依赖于一项最近开发的技术,该技术使他们能够追踪单个细菌细胞及其所有后代的生命周期数百年。几代人。问题在于,使用该系统的实验产生了矛盾的模型,每个模型都将细胞分裂的时间归因于不同的因素。

在《美国国家科学院院刊》上发表的一项研究中,魏茨曼科学研究所的研究人员领导的团队使用统计推理来揭示哪种细胞分裂模型最合理。这种方法的优点是可以直接解决问题——确定分裂的因果因素——而不必暴露所涉及的确切生物机制。

在之前的研究中,追踪细菌细胞分裂的科学家观察到,从 DNA 复制到细胞分裂,细胞的生长体积完全相同。由此,他们推断,告诉细胞应该分裂成两半的过程是在遗传物质复制的阶段开始的。

然而,研究还表明,从细胞出生的那一刻到分裂的那一刻,细胞的生长体积完全相同。这一观察导致了一个矛盾模型的发展,其中细胞分裂的倒计时从细胞诞生时就开始了。根据这种方法,一种调节蛋白从一开始就开始在细胞中积累,当这种蛋白的水平达到某一点时,就会设置一种滴答作响的闹钟。

为了解决这一矛盾,第三种模型将两者结合起来,提出调节蛋白和基因复制都参与其中。

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