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中科院深圳先进院发现细菌细胞周期控制规律

发布日期:2016-12-20  来源: 中国科学报  浏览次数:6872
核心提示:中科院深圳先进技术研究院合成生物学工程研究中心研究员刘陈立团队,近日在细菌细胞周期控制领域取得重要研究进展,相关论文“扰动细胞尺寸探寻大肠杆菌细胞周期”发表于《美国科学院院刊》。

  中科院深圳先进技术研究院合成生物学工程研究中心研究员刘陈立团队,近日在细菌细胞周期控制领域取得重要研究进展,相关论文“扰动细胞尺寸探寻大肠杆菌细胞周期”发表于《美国科学院院刊》。

  不同物种细胞的基因组序列各不相同,其细胞形态与大小也各异。即使基因组序列完全一致的细胞,其形态与大小也并非一成不变。以大肠杆菌细胞为例,不同的培养条件下其细胞大小的差异可以高达10倍;细胞越大,DNA就越多。那么细菌是如何协调细胞个体大小和细胞内DNA复制两个事件呢?这个问题已经困扰了科学家60多年。如果能在维持细胞正常生理状态的前提下对其形态大小进行调整,将能更好地回答这个问题。

  刘陈立团队将合成基因回路引入细胞中,在正常生理条件下,通过改变目标基因的表达水平精确定量控制细胞的直径或长度。研究提示,细胞通过控制DNA复制的起始来协调细胞个体的大小,二者之间的关系可以用一个简单的数学公式来描述。这一公式具有广泛的适用性,既可以描述不同生长速率条件下的细胞大小,也适用于描述细胞直径或长度的扰动后细胞大小发生的改变。基于该定律,结合定量调控特定蛋白表达水平的基因回路,人们可以根据实际需求轻松设计并建造出特定长宽的细菌细胞。




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