新月柄桿菌

新月柄桿菌是一種無毒的單細胞生物,它生活在水中,與病原體有許多共同的基因。這種細菌生活在養分少的環境中,有一個含3,700個基因的環形染色體。

簡介

新月柄桿菌的柄能充當一種天線來擴大從環境中吸收有機磷酸的能力。引入的營養物質向著細胞的主題擴散,在那裡,營養物質通過代謝過程快速吸收。研究人員利用螢光顯微鏡來觀察有機磷酸進入新月柄桿菌細胞的位置。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。實驗證實有機磷酸能通過橫跨整個細胞表面(包括柄)進入。一旦穿過外層膜,有機磷酸就被轉化成無機磷酸並從柄向著外周胞質擴散。當磷酸到達細胞體的周質時,磷酸穿過內膜並進入細胞質。
這種柄能顯著增加細胞與環境的接觸,而無需增加細胞體積和表面積。利用數學模型,研究人員證實利用這種天線的營養吸收方式遠比其他形態更有效。這個模型還推測出細菌通過擴散從它們的緩解中吸收養分。

美科學家完成新月柄桿菌的基因組測序

馬里蘭州Rockville基因組研究所(TIGR)的WilliamC.Nierman領導的國際研究小組完成了新月柄桿菌的序列測定。論文發表在《美國國家科學院學報(PNAS)》上。
新月柄桿菌是一種無毒的單細胞生物,它生活在水中,與病原體有許多共同的基因。這種細菌生活在養分少的環境中,有一個含3,700個基因的環形染色體。單個新月柄桿菌細胞可分裂成兩個不同類型的細胞,遊動細胞和葉柄狀細胞。因此它的基因組序列對於研究進化生物學的某些方面,如非對稱細胞分裂的機制是有用的。新月柄桿菌是一個簡單而又高度可操作的單細胞模型系統,用來研究細胞分化、非對稱分裂和它們與細胞周期進程的協調關係。柄球菌屬的細菌都有少於4,000個基因。”
研究人員將新月柄桿菌與其它完成測序的生物如大腸桿菌和苛養木桿菌進行了比較。對比分析可能會揭示出具有感染性的病原體如:能引起斑疹傷寒症的斑疹傷寒等病原體,病原性的一些線索。斑疹傷寒等病原體已經適應了在人體細胞中的生活,但丟失了許多獨立生存所需要的基因。
研究人員寫道,新月柄桿菌基因組與斑疹傷寒等病原體基因組總的比較“可能最終會幫助我們辨別出新月柄桿菌中,細胞周期正確行進所需的‘核心’細胞周期基因和那些對細胞周期起調控作用但對整個生存能力並不必需的‘外周’基因。”斑疹傷寒等病原體普氏立克次體基因組是在1998年由瑞典Uppsala大學的一個小組測序的。
已知的在新月柄桿菌基因組中對細胞周期至關重要的基因,如ctrA、parAB和RecA,在斑疹傷寒病原體普氏立克次體的基因組中都有它們的相似物。而研究者們確定,其它的柄球菌屬基因,如那些編碼鞭毛的基因,在斑疹傷寒等病原體基因組中就沒有相似物。
對柄球菌屬基因組的分析揭示出它與土壤中微生物的驚人的相似。甚至使研究人員更吃驚的是存在編碼分解植物多糖,如纖維素、木質素和膠質的酶的基因,還存在轉運所生成糖的運輸系統,植物其實是柄球菌屬細菌的熱量來源。

盤點鮮為人知的微生物

微生物是一切肉眼看不見的或看不清的微小生物的總稱。包括細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生動物、顯微藻類等在內的一大類生物群體,它個體微小,卻與人類生活關係密切。

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