生长缓慢的细菌对环境反应更敏感

由巴塞尔大学生物中心的Erik van Nimwegen教授领导的研究人员发现了一种新的细菌机制，可以控制它们对当前环境条件的反应。他们从一个简单而有趣的观察中得出了他们的理论：细菌的生长速度和它们对信号分子的敏感性似乎是相关的。

研究小组随后在大肠杆菌中证明了该理论提出的潜在机制。该研究结果现已发表在《科学进展》上。

“我们发现细胞生长越慢，对环境信号的反应就越敏感，”第一作者Thomas Julou博士解释道。“特别让我们着迷的是这种机制的简单性，以及它在生物系统中可能发生的普遍性。”

当生命顺利，细胞快速生长时，它们会忽略环境的“噪音”。然而，当事情进展不顺利时，它们非常仔细地“倾听”，探索环境并制定新的生存策略。

基本理论是，细胞的生长速率决定了细胞内信号分子的稀释速率，包括那些参与基因调控的分子。在快速生长的细胞中，由于这种稀释，信号分子消失得更快，因此外部刺激被抑制，细胞有效地感知到它们的强度降低。另一方面，在生长缓慢的细胞中，信号分子持续时间更长，更容易积累，使细胞对环境条件更敏感。

研究小组不仅能够从理论上推导出这种效应的存在，而且能够在大肠杆菌细菌中进行实验证明。他们使用微流体等现代方法结合延时显微镜进行单细胞分析，但也有一些结果是使用经典实验获得的，即使在分子生物学的早期也是可能的。“就我个人而言，这项研究强调，即使是回想起来显而易见的简单生物学原理，有时也只能通过仔细的理论分析才能发现，”Nimwegen说。新发现的细胞生长和信号处理之间的联系也为细胞决策过程的逻辑提供了新的见解，并对理解细菌行为（包括抗生素耐药性）具有广泛的意义。p