Nature子刊这项研究挑战了关于结核细菌如何生长的假设

世界卫生组织（World Health Organization）再次将杆状结核病（TB）细菌列为全球头号传染病杀手，它是迄今为止观察到的第一个在整个生命周期中保持一致生长速度的单细胞生物。研究人员在11月15日的《自然微生物学》杂志上报道了这些发现，推翻了细菌细胞生物学的核心信念，并暗示了为什么致命的病原体如此轻易地战胜了我们的免疫系统和抗生素。

　　

世界卫生组织（World Health Organization）再次将杆状结核病（TB）细菌列为全球头号传染病杀手，它是迄今为止观察到的第一个在整个生命周期中保持一致生长速度的单细胞生物。塔夫茨大学医学院的研究人员于11月15日在《自然微生物学》杂志上发表了这些发现，推翻了细菌细胞生物学的核心信念，并暗示了为什么致命的病原体如此容易地胜过我们的免疫系统和抗生素。

"你可以在细菌研究最基本的事情是如何生长和分裂,然而我们的研究表明,结核病的病原体是由一组完全不同的规则玩研究更为简单生物模型相比,“Bree Aldridge说。

结核细菌之所以能成功地在人体内存活，是因为感染的某些部分可以在其宿主体内迅速进化，从而使这些异常值避免被发现或抵抗治疗。如果有人患有结核病，需要几个月的各种抗生素才能治愈，即使这样，这种方法也只对85%的患者有效。Aldridge和她的同事们假设，我们对这种现象背后的基本生物学理解的差距阻碍了更有效治疗方法的发展。

然而，事实证明，获得答案是一项缓慢而细致的工作。该论文的第一作者之一、医学院的博士后Christin (Eun Seon) Chung花了三年时间在一个专门处理高风险病原体的设施中观察单个结核细胞的行为。由于结核病细菌每24小时翻一番（与几种模式细菌物种的20分钟相比），Aldridge的团队需要开发和部署新的显微镜方法来拍摄长达一周的微生物。Chung分析了视频，并手动跟踪了每个结核杆菌及其后代，因为它们也是出了名的小且易于移动，因此无法使用自动分析。

这些实验表明结核杆菌不遵循预期的细胞生长模式。在其他细菌种类中，生长呈指数增长，这意味着细胞越小，生长速度越慢。对于结核细菌来说，无论它们是新生的（很小的）还是处于细胞周期较长的阶段并即将分裂，其生长速度都是相同的。

“这是第一个报道的能做到这一点的生物，”Chung说：“结核病的行为挑战了基本的细菌生物学，因为人们一直认为核糖体（细胞中蛋白质合成的部位）驱动细胞生长速度，但我们的工作表明，结核病细菌中可能发生了其他事情，这对其生长控制提出了新的问题。”

除了报告单个细菌细胞之间的生长行为存在广泛差异之外，研究小组还发现了结核细菌的另一种新的生长行为：它们也可以在出生后从任何一端开始生长。这是出乎意料的，因为相关细菌只在分裂时从母细胞的另一端开始生长。

总之，这些观察结果揭示了结核微生物使用替代策略来增加其后代之间的可变性，挑战了先前基于更快生长和更均匀的模式生物的假设。Aldridge说，这项研究将帮助她的实验室和其他研究团队更好地理解和利用这些机制来进行治疗。

“许多基础微生物学研究都是在快速生长的模式生物中进行的，虽然它们是模型是有原因的，但这并不能使它们成为其他类型细菌的代表。我们没有在基础层面研究生命的巨大多样性，这项工作说明了为什么我们需要研究病原体本身。”