Nat,Microbiol：打破常规！发现令人吃惊的细胞分裂方式

2016年10月14日讯 大多数细菌通过将一种被称作FtsZ的蛋白放置在分裂位点上进行细胞分裂。传统上，人们普遍认为FtsZ必需组装成一种环状结构以便招募十几种其他的蛋白，并且与它们一起同时施加一种均匀的收缩力，从而从左右两边对细菌进行挤压。这就好比一个人试图利用大拇指和无名指挤压棒状气球一样。尽管对这种分裂蛋白复合体中的哪种蛋白产生这种收缩力仍然存在争论，但是从来没有争议的一点是FtsZ形成一种环状结构。由连续的FtsZ蛋白丝或短的部分重叠的FtsZ蛋白丝形成的这种环状结构长期以来被认为是细胞分裂所必需的，它的形状可以是不规则的、椭圆形的或圆环形的。

细菌细胞生物学教科书是通过研究能够在实验室中培养的微生物而被撰写的。然而，迄今为止，大多数细菌并不能够培养，而且仅能够在它们的天然环境中观察到。这就是与多细胞有机体存在密切联系的细菌的情形。

论文通信作者、奥地利维也纳大学生态基因组学与系统生物学系科学家Silvia Bulgheresi和她的团队研究了在海洋线虫Stilbonematinae表面上生长和增殖的细菌。正是在位于加勒比海中央的一个热带岛屿附近的这些海洋线虫的表面上，他们发现了一种非常规的细菌。对这种细菌---海洋线虫的共生菌Robbea hypermnestra---的分析重新点燃了关于这种促进细菌细胞分裂的收缩力是如何产生的讨论。相关研究结果于2016年10月10日在线发表在Nature Microbiology期刊上，论文标题为“Asynchronous division by non-ring FtsZ in the gammaproteobacterial symbiont of Robbea hypermnestra”。

这种共生菌是一种大约1 x 3 μm的杆状细菌，并且利用一个极（pole）附着到它的线虫宿主的表面上。它做的第一件怪异的事情是将让它的分裂面与它的长轴平行，这就是它纵向分裂而不是横向分裂（像常规的杆状细菌所做的那样）。这种聪明伶俐的的共生菌居然是非同步地发生细胞分裂。这就是它首先在附着到线虫的极上发生内折，然后在它的自由的极上发生内折。论文第一作者、维也纳大学生态基因组学与系统生物学系研究员Nikolaus Leisch解释道，“但是最令人吃惊的之处在于：当我们寻找FtsZ环时，我们根本就没有发现。”

这种Robbea hypermnestra共生菌的细胞分裂让科学家们感到眼花缭乱，这就是他们并不知道这种诡异的细胞分裂可能带来什么样的进化优势。一种可能的解释是这将会允许这种共生菌对它的线虫宿主保持忠诚。Bulgheresi猜测，“纵向分裂可能进化出来的目的在于将这种宿主附着传递给两个子细胞。换言之，是为了避免一个子细胞因未附着到宿主上而丢失在海洋或沙子中。”

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