中国科学家揭示细菌细胞分裂的发生机制

 2013年07月26日 来源： 新华网

　　新华网杭州７月２６日电（记者 朱涵）来自中国浙江大学的科学家们通过一系列实验证实，细菌细胞一分为二的分裂过程主要由一种蛋白产生的机械能驱动，这一研究成果有望为广谱抗生素的研发提供依据。

　　细胞由一个母细胞分裂为两个子细胞的发生机制一直广受科学家关注。此前已有研究证实，细胞分裂时，母细胞中间会先产生一个由　“ＦｔｓＺ蛋白”组成的环状结构，这个环状结构被称为“收缩之环”或“Ｚ环”。在环状结构的作用下，母细胞会向内凹陷，进而分裂成为两个子细胞。

　　浙江大学生命科学研究院叶升教授及其实验组从２００８年开始进行对ＦｔｓＺ蛋白的研究。他们以肺结核分支杆菌中的ＦｔｓＺ蛋白结构为基础，进行系列实验比对，通过Ｘ射线衍射仪拍摄蛋白晶体衍射图，导入计算机绘制出微观三维结构图，从中观察蛋白晶体的运动轨迹。

　　“实验组通过对比１００多张不同角度的图像后发现，ＧＴＰ被ＦｔｓＺ蛋白水解后，蛋白原丝纤维发生了５０度的弯曲。”叶升及其实验组认为，弯曲是由ＧＴＰ水解的化学能作用于蛋白的柔软部分所导致的，正是这个相对弯曲提供了细胞膜内陷的“原始动力”，进而引发整个Ｚ环向内收缩。

　　这一动力的发生机制被叶升和他的课题组形容为生命的“发动机”，“ＦｔｓＺ蛋白发生弯曲的这一个环节可以说是细胞分裂、生命繁衍的前提之一”。这一研究成果于７月２６日发表于美国《科学》杂志，题为《ＦｔｓＺ原丝纤维通过轴转机制而产生分裂力》。

　　叶升认为，这一研究不仅是细胞分裂基础研究的进步，还能够为研发新的广谱抗菌药物提供依据。“几乎所有的细菌都是利用ＦｔｓＺ蛋白进行分裂的，但这种发生机制与人体细胞分裂原理不同，所以ＦｔｓＺ分裂蛋白有望作为靶点来研制新的广谱抗菌药物。”

　　据了解，叶升实验组下一步将以ＦｔｓＺ蛋白及环为靶点，率先进行肺结核病的分子药物设计。