Zelluläre Teilung Strategie über alle Bereiche des Lebens geteilt

Anonim

Die drei Domänen des Lebens - Archaea, Bakterien und Eukarya - mögen mehr gemeinsam haben als bisher angenommen.

In den letzten Jahren hat Ariel Amir, Assistenzprofessor für Angewandte Mathematik an der Harvard John A. Paulson Hochschule für Technik und angewandte Wissenschaften (SEAS), untersucht, wie Zellen die Größe regulieren. In früheren Untersuchungen fanden er und seine Mitarbeiter heraus, dass E. coli (Bakterien) und Sprosshefe (Eukaryonten) die gleichen zellulären Mechanismen verwenden, um einheitliche Zellgrößen innerhalb einer Population sicherzustellen.

Mit einem Team von Mitarbeitern, darunter Ethan Garner, John L. Loeb Associate Professor für Naturwissenschaften in Harvard und Amy Schmid, Assistenzprofessor für Biologie an der Duke University, fand Amir, dass Archaeen den gleichen Mechanismus verwenden.

Die Forschung ist in Nature Microbiology veröffentlicht .

"Diese Ergebnisse werfen wirklich interessante Fragen darüber auf, wie sich die Zellmechanik in allen drei Bereichen des Lebens unabhängig entwickelt hat", sagte Amir. "Unsere Ergebnisse werden als nützliche Grundlage dienen, um letztendlich die molekularen Mechanismen und die Evolution der Zellzykluskontrolle zu verstehen."

Archaea sind einzellige Mikroorganismen, die einige der extremsten Umgebungen der Erde bevölkern, wie vulkanische heiße Quellen, Ölquellen und Salzseen. Sie sind bekanntermaßen schwer in einem Labor zu kultivieren und als solche relativ wenig erforscht.

"Archaeen sind einzigartig, weil sie viele Eigenschaften von Bakterien und Eukaryoten vereinen", sagte Dr. Yejin Eun, Erstautor der Studie. "Archaea ähneln Bakterienzellen in Größe und Form, aber ihre Zellzyklusereignisse - wie Teilung und DNA-Replikation - sind ein Hybrid zwischen Eukaryoten und Bakterien."

Die Forscher untersuchten Halobacterium salinarum, ein Extremophil, das in salzreichen Umgebungen lebt. Sie fanden heraus, dass H. salinarum wie Bakterien und Knospenhefe seine Größe kontrolliert, indem er zwischen zwei Ereignissen im Zellzyklus ein konstantes Volumen hinzufügt. Die Forscher fanden jedoch heraus, dass H. salinarum nicht so genau wie E.coli ist und dass die Zellteilung und das Wachstum stärker variierten als in Bakterienzellen.

"Diese Forschung ist die erste, die die zelluläre Mechanik der Größenregulation in Archaeen quantifiziert", sagte Amir. "Dadurch können wir quantitativ untersuchen, wie diese Mechanismen funktionieren, und ein Modell aufbauen, das die Variabilität innerhalb der Daten und die Korrelationen zwischen Schlüsseleigenschaften des Zellzyklus erklärt. Schließlich hoffen wir zu verstehen, was diesen zellulären Mechanismus so beliebt macht Bereiche des Lebens. "

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