o迄今为止发现的唯一一种在其整个生命周期中保持稳定增长率的单细胞生物是棒状结核病(TB)细菌,世界卫生组织已经发现了这种细菌再次被评为全球头号传染病杀手。
塔夫茨大学医学院的研究人员在《自然微生物学》杂志上发表了他们的研究结果。它们挑战了细菌细胞生物学的基本理论,并提供了对致命病原体为什么如此容易避开人体免疫系统和药物的见解。
Bree Aldridge也是工程学院生物医学工程教授。他和魏茨曼科学研究所的阿里尔·阿米尔一起工作。
感染的某些方面可以在宿主体内迅速改变,结核细菌可以在人体内繁殖。这使得这些异常值逃避识别或承受治疗。治疗结核病需要几个月的时间来服用不同的药物,即使这样,也只有85%的患者对这种治疗反应良好。
奥尔德里奇和她的同事推测,这种现象背后的基础生物学知识的差距阻碍了更有效药物的创造。
然而,获得答案是一个费力而乏味的过程。该研究的第一作者之一、医学院博士后Christin (Eun Seon) Chung在一个专为处理高风险疾病而设计的设施中观察了3年的单个结核细胞的活性。
阿尔德里奇的团队必须创造和实施新的显微镜技术,在几周内拍摄细菌,因为结核病细菌每24小时翻一番,而其他模式细菌物种则是20分钟,因为结核病细菌是出了名的小,容易四处移动,自动分析不是一个选择,所以钟物理检查了视频,并监测了每个细菌及其后代。
这些试验表明结核杆菌不按照典型模式生长细胞。其他细菌种类呈指数增长,这意味着较小的细胞发育较慢。无论结核细菌是小的、新形成的,还是处于细胞周期并即将分裂的,它们的生长速度都是一样的。
科学家们发现了结核杆菌的另一种独特的生长行为:除了单个细菌细胞之间生长模式的多样性之外,它们可以在出生后从任何一端开始生长。这是令人惊讶的,因为在分裂过程中,相关细菌只从与母细胞相对的一端开始生长。
总的来说,这些发现通过表明结核细菌采用不同的策略来增强其后代的多样性,挑战了基于更同质和更快生长的模式生物的先入为主的观念。
根据Aldridge的说法,这项工作将有助于她的实验室和其他研究团队更好地理解和利用这些途径进行治疗。