Forskning avslöjar en ny överlevnadsstrategi i viktiga bakterier

Crossroads: Labor Pains of a New Worldview | FULL MOVIE (Maj 2019).

Anonim

Ny forskning visar att en bakterie och lovande mikrobiell cellfabrik inte kommer att stängas omedelbart när det är kvävat - istället "väntar" tills det är absolut nödvändigt att sluta fungera.

Studien, publicerad av ett team inklusive University of Plymouth, fokuserade på encellscyanobakterier, vilka är viktiga organismer för hälsa och tillväxt hos många växter, eftersom de är en av få få grupper av organismer som kan omvandla inert atmosfäriskt kväve till en organisk form.

För att bättre förstå hur de fungerar har forskare övervakat sitt beteende när de svälter av kväve - ser särskilt på transkriptionsfaktorer. de enheter som styr generens aktivitet.

Nu har laget funnit att en speciell transkriptionsfaktor som kallas NtcA väntar på ledtrådar att utföra sitt arbete när de svälter av kväve, snarare än att agera omedelbart - vilket öppnar en mängd frågor om hur dessa avgörande bakterier fungerar.

Matthias Futschik, professor i bioinformatik på Plymouth University Peninsula, skolor för medicin och tandläkare, var en del av forskargruppen och sa: "När en växt är svält av kväve, är en vanlig utställningsfaktor bladen som blir" gula ", vilket visar att fotosyntesen har slutat. Det händer också i cyanobakterier, vilket skapade den fotosyntetiska apparaten som nu används av växter.

"Cyanobakterier utför syrefotosyntes och spelar nyckelroller i de globala kol- och kvävecyklerna, så det är viktigt att vi förstår så mycket som möjligt om hur de fungerar.

"Vi var mycket förvånad över att hitta betydande NtcA-bindning förknippad med fördröjda uttrycksändringar, vilket indikerar att NtcA kan bo i ett balanserat tillstånd kontrollerat av andra faktorer. Vi trodde tidigare att transkriptionsfaktorerna fungerade genast men vi förstår nu att de väntar. att denna "väntan" är nyckeln till framgång i sin naturliga miljö, där näringsämnen som kväve svänger ofta.

"Mot bakgrund av brist på kväve behöver en cyanobakterie bestämma om det går in i viloläge, vilket är förknippat med en allvarlig förändring av ämnesomsättningen, eller inte. Problemet är att en brist på kväve i deras livsmiljö kan ta ett par minuter, i som går in i viloläge skulle vara skadligt, speciellt om de andra cyanobakterierna runt omkring det fortsätter att växa och dela upp, eller att kväveavvikelsen varar i månader, där viloläge är det enda sättet att överleva.

"Det påminner mig om situationen när du går på vandring på landet och det börjar regna - inte en helt ovanlig situation här. Du vill inte vända dig om de första regndropparna men du vill inte vänta tills en fullblåst storm kommer ner på dig.

"För att se att cyanobakterier har kommit på en väg ut ur detta dilemma är fascinerande och gör dem mycket mer utförliga än vi tidigare trodde.

"Vi försöker nu ta reda på hur cyanobakterierna får sin timing när de ska göra ett åtagande att dvale - eller att stanna i bilden av vandraren, när man bestämmer sig för att kalla det en dag och komma ur regnet."

Den fullständiga studien heter "Identifikation av direktreglering av NtcA under tidig acclimation till kvävehushållning i cyanobakteriet Synechocystis sp. PCC 6803" och finns tillgängligt i Nucleic Acids Research

menu
menu