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揭秘细菌挑食之谜

日期: 2019-03-22
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给你一个冰淇淋和一块蛋糕,你先吃哪个?一块面包和一个牛油果呢?两个一块吃吗?1941 年微生物学家 Jacques Monod 给细菌提出了同样的问题。他给大肠杆菌同时提供两种食物(碳源),结果看到了两类不同的现象:对某一些食物组合(比麦芽糖和苹果酸),细菌两种同时吃,而对另一些组合(比如葡萄糖和乳糖),细菌要先吃完一种(葡萄糖),然后再会去吃另一种(乳糖)。随后 Monod 和 François Jacob 一道,找出了细菌在有葡萄糖和乳糖的情况下只吃葡萄糖的分子机制—乳糖操纵子:在这两种糖都存在的时候,细胞不会去表达运输和消化乳糖的相关基因,并获得了 1965 年的诺贝尔生理学奖。可是为什么细菌要挑食呢?为什么对于有些食物的组合它们又不挑呢?

北京大学汤超教授团队发现细菌的这一套进食策略能够使它们最优化的生长。如果哪个菌种想任性一把,同时吃葡萄糖和乳糖,或者对麦芽糖和苹果酸挑食,那么它们的代价就是生长速率的降低,进而面临被淘汰的危险。结合代谢网络的拓扑特征和细胞内蛋白资源的优化分配,研究团队的理论模型定量的解释了细菌面对多种碳源的进食策略。在两类碳源同时被细菌消耗的情况下,模型预测并用实验验证了细菌内不同氨基酸上的碳原子来自两种碳源的比例。这个例子进一步说明了在看似复杂的生命现象中,存在简洁的原理与定量的规律。

相关文章发表在《自然 - 通讯》杂志上。北京大学定量生物学中心 2010 级王欣博士(现为哈佛医学院博士后研究员)和生命中心 2018 级博士生夏康为该论文的共同第一作者,杨晓静助理研究员参与工作。

摘自:360生物

来源: 生命科学联合中心 / 作者: 汤超

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2019年5月22日 讯 /生物谷BIOON/ --早稻田大学Toshio Ohshima教授的一项新研究发现,抑制塌陷反应介质蛋白2(CRMP2)(一种微管结合蛋白)的磷酸化可以抑制神经纤维的退化,促进视神经损伤后的再生。最近在《Scientific Reports》杂志上发表的这项研究结果可以为视神经病变患者开发新型治疗方法。青光眼患者视野中会出现盲点,并且当视神经恶化时可能导致失明。神经纤维的这种恶化和功能丧失也发生在创伤性神经损伤和神经系统疾病,例如阿尔茨海默病和ALS中。目前,由于轴突再生受到抑制因子的限制,因此不存在在损伤或变性后完全修复视网膜,脊髓和中枢神经系统的其他部分的方法。(图片来源:Www.pixabay.com)在过去的研究中,已经发现了抑制轴突再生的潜在机制,并且认为解决这些机制可以使科学家们在开发新的中枢神经系统损伤治疗方法方面更进一步。CRMP2蛋白质分子起到...
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