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박테리아의 곱셈 해독 : 내부 시계 메커니즘으로 세포 분열을 조절

박테리아의 곱셈 해독 : 내부 시계 메커니즘으로 세포 분열을 조절


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연구 : 박테리아 증식 방법

신체에 전염병이 나타나는지 여부는 세균이 번식하는 능력에 부분적으로 달려 있습니다. 박테리아에서 이것은 세포 분열을 통해 발생합니다. 스위스의 한 연구팀은 이제 병원체가 번식시키기 위해 사용하는 이전에 알려지지 않은 메커니즘을 해독했습니다. 일종의 "내부 시계"는 세포 분열을 제어하는 ​​것으로 보입니다.

바젤 대학의 바이오젠 트럼 (Biozentrum) 연구원은 세균의 증식을 제어하는 ​​박테리아의 신호 분자를 발견했습니다. 그것은 모든 유형의 박테리아가 사용하는 보편적 인 메커니즘 인 것으로 보입니다. 연구는 박테리아와 병원체의 성장을 더 잘 이해하는 데 도움이됩니다. 연구 결과는 최근 두 개의 유명한 저널 인 "Nature Communications"와 "PNAS"에 발표되었습니다.

세포 분열은 감염 확산의 기초입니다

세포를 분열시켜 박테리아를 증식시키는 능력은 박테리아 감염성 질환의 확산에 결정적인 요소이다. 병원체가 얼마나 빨리 분열되는지는 생활 조건에 달려 있습니다. 영양소 부족과 같은 불리한 조건의 환경에서는 박테리아가 훨씬 느리게 증가합니다. 지금까지 박테리아가 얼마나 빨리 또는 느리게 분열되는지를 제어하기 위해 어떤 공정 박테리아가 사용되는지는 확실하지 않았습니다.

박테리아는 휴식을 취

이전의 연구는 이미 박테리아가 열악한 환경 조건에서 다음 세포 분열을 시작하지 않는 것으로 나타났습니다. 대신 휴식을 취하십시오. 그것이 얼마나 오래되었고 어떻게 중단되는지는 알려지지 않았습니다. 스위스 연구팀은 이제이 수수께끼를 풀 수있었습니다.

박테리아의 내부 시계는 단백질에 의해 제어됩니다

연구에 따르면 신호 분자 c-di-GMP는 다음 세포 분열이 언제 발생하는지 결정합니다. "c-di-GMP 수준의 상승은 셀에서 시계의 개별 톱니 바퀴를 점차적으로 설정한다"고 연구 책임자 Dr. Dr. Urs Jenal. 이 "톱니 바퀴"는 직렬로 전환되는 효소이며 키나제라고합니다. 교수는“휴식기에서 세포 분열기로 이동하기 위해 세포를 준비한다”고 말했다.

올바른 단백질을 사용할 수있게되면 시계가 똑딱 거리고 있습니다

연구원들은 박테리아가 유리한 생활 조건 하에서 신호 분자 c-di를 생산하기 시작한다는 것을 발견했습니다. 이 단백질은 첫 번째 키나아제를 활성화시키고, 이는 세포 분열과 관련된 100 개 이상의 유전자를 활성화시킵니다. 동시에, 추가 신호 분자의 생산이 개시된다.

c-di-GMP 수준이 충분히 높으면 체인의 마지막 키나아제가 최종적으로 활성화됩니다. 실제 세포 분열이 시작됩니다. "이것은 세포가 마침내 DNA를 두 배로 늘리고 분열을 시작한다는 것을 의미합니다."라고 Jenal은 설명합니다. 박테리아 세포가 분열하기 시작하면, 세포 분열을 시작한 전체 유전자 그룹이 꺼지고 과정이 다시 시작됩니다. 연구 책임자는“이것들은 전환 단계에서만 중요하기 때문에 중요합니다.

냉동 키나제

Dr. Dr. 한편 Tilman Schirmer는 활성화 프로세스의 미묘한 프로세스에 집중했습니다. 연구원들은 키나제가 c-di-GMP 도킹 될 때까지 견고하게 유지되는 가동 섹션을 가지고 있음을 보여 주었다. 그런 다음에 만 섹션이 해제되고 키나제가 활성화됩니다. Schirmer는 "우리의 연구를 통해 c-di-GMP에 대한 새로운 능동적 원칙을 보여줄 수있었습니다"라고 말합니다.

원칙은 보편적 인 것 같습니다

두 연구 프로젝트에서 특별한 점은 그것이 보편적 인 원칙 인 것 같습니다. 현재의 지식 상태에 따르면, 모든 유형의 박테리아는 세포 분열에이 메커니즘을 사용합니다. 이 과정을 통해 병원체는 기존 조건에 맞게 성장과 발달을 최적으로 조정할 수 있습니다. 이 과정을 해독하면 박테리아 확산에 대한 전반적인 이해가 향상됩니다. (vb)

저자 및 출처 정보

이 텍스트는 의학 문헌, 의료 지침 및 현재 연구의 요구 사항에 해당하며 의사가 확인했습니다.

대학원 편집자 (FH) Volker Blasek

팽창:

  • Andreas Kaczmarczyk, Antje M. Hempel, Urs Jenal 등 : c-di-GMP에 의한 전사의 정확한 타이밍은 Caulobacter에서 세포주기와 형태 형성을 조정합니다. 에서 : Nature Communications, 2020, nature.com
  • Badri N. Dubey, Elia Agustoni, Tilman Schirmer 등 사이 클릭 디 -GMP에 의한 하이브리드 히스티딘 키나제 활성화 – 매개 도메인 유리; 에서 : PNAS, 2020, pnas.org


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