揭示关键细菌的新生存策略

新的研究表明，当缺乏氮气时，细菌和有前景的微生物细胞工厂不会立即关闭 - 而是“等待”，直到完全停止运作为止。该研究由包括普利茅斯大学在内的团队发表，专注于单细胞蓝细菌，它是许多植物健康和生长的重要生物，因为它们是极少数能将惰性大气氮转化为有机形式。

为了更好地理解它们的运作方式，科学家们在缺乏氮气时监测了它们的行为 - 特别注意转录因子 ; 控制基因活动的装置。现在，研究小组已经发现，一种称为NtcA的特定转录因子在缺乏氮气时会等待提示它完成其工作，而不是立即行动 - 这开启了许多关于这些关键细菌如何发​​挥作用的问题。

普利茅斯大学半岛医学和牙科学院生物信息学教授Matthias Futschik是该研究小组的成员，并说：“当一株植物缺乏氮气时，一个常见的表现因素是叶子变成'黄色'，这表明光合作用停止了。这也发生在蓝细菌中，蓝藻产生了植物现在使用的光合作用装置。“蓝藻进行含氧光合作用并在全球碳和氮循环中发挥关键作用，因此我们尽可能多地了解它们的运作方式至关重要。“我们非常惊讶地发现大量的NtcA结合与延迟的表达变化相关，表明NtcA可以存在于由其他因素控制的平衡状态。我们以前认为转录因子立即起作用，但我们现在明白它们在等待。我们相信这种“等待”是在自然环境中取得成功的关键，在这些环境中，氮等营养素经常波动。“面对缺乏氮，蓝藻需要决定是否进入冬眠状态，这与新陈代谢的严重变化有关。问题是他们的栖息地缺氮可持续几分钟，进入冬眠状态将是有害的，特别是如果其周围的其他蓝藻继续生长和分裂，或者氮的缺乏持续数月，其中冬眠是唯一的生存方式。“这让我想起了你在乡下徒步旅行并开始下雨的情况 - 这并不是一个完全不常见的情况。你不想在第一次雨点转身，但你也不想等直到一场暴风雨袭来。

要看到蓝藻已经找到了摆脱这种困境的方法，这种方式令人着迷，并且使它们比我们之前想象的要复杂得多。“我们现在正试图找出蓝细菌如何确定何时适应冬眠的承诺 - 或留在徒步旅行者的照片中，什么时候决定称它为一天，然后下雨。”

这项完整的研究名为“在蓝藻Synechocystis sp.PCC 6803的早期驯化氮饥饿期间鉴定NtcA的直接调节”，并且可在核酸研究中获得。