大肠杆菌分裂成一模一样的细胞,使人认为它可能是不死的
细菌不会有白发和皱纹,但它们也会变老。科学家用照相机追踪大肠杆菌的生长,揭示了其生命各个阶段的模样。这将有助于研究与衰老有关的分子机制。
研究细胞中的衰老过程时,研究者着眼于两个关键特征:不对称的细胞分裂,以及生命周期中准备进行复制的阶段(或者说童年,如果你高兴的话)。法国巴黎的INSERM医疗研究所的微生物学家Eric Stewart说:“曾有人提出,这两个特征是(导致)衰老的主要组成部分。”
然而大肠杆菌(Escherichia coli)两者都不具备。这种单细胞生物分裂为两个看上去完全一样的子细胞,后者又继续如此分裂。因此许多科学家相信,它和类似的一些细菌是永生的。
分裂
大肠杆菌看上去完全对称的分裂,使得人们很难追踪同一细菌的生命周期。Stewart及其同事每两分钟给一群矩形的大肠杆菌细胞拍一次照,解决了这个问题。他们的完整记录包括了3.5万个以上的细胞。在实验室里,大肠杆菌每半小时繁殖一代。
一个特制的计算机程序被用于分析这些照片,辨别并追踪每个细菌的末端。
大肠杆菌从中央开始分裂,使每个子代细胞都有一个新产生的末端。但细胞的另一末端则承继自母亲、祖母或更远的祖先。
研究小组在PLoS Biology杂志上报告说,继承了较老的末端的细菌,繁殖速率比其它细菌要慢1%左右。Stewart小组未能跟踪细菌到其死亡的时刻,因为10代之后,培养皿里的细菌就太多、无法区分单个细菌了。研究者们现在的目标是,寻找这种繁殖变慢现象背后的机制。
监测模型
非对称分裂的单细胞生物如酵母、新月柄杆菌(Caulobacter crescentus),最近也被发现在变老时会分裂得慢些。发现观测细菌生命过程的方法,将帮助我们了解控制人类衰老的基因。
伊利诺伊州北方中央学院(North Central College)的生物学家Jonathan Visick说:“细菌和其它单细胞生物在传统上被认为不是研究衰老的好对象,因为我们无法从单个细胞上观察到衰老的过程。”
他说:“这是一个从前未曾有过的新实验方法,这就是此项发现的意义。”