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科学家揭示细菌细胞分裂的全新机制
5月18日，中國科研团队在细菌细胞生长分裂领域获得重要进展，研究成果于近日在国际权威期刊《自然·微生物学》杂志发表。
在现代定量微生物学领域中，“SMK生长法则”是首个被发现的定量规律，与“恒定起始质量假说”相辅相成，形成的研究思维范式主导了细菌细胞周期相关研究领域长达半个多世纪之久。为了深入探索细菌细胞分裂的机制，中国科学家对两大法则进行了验证并获得重大突破。
历时3年多，科研团队选取超过30种培养基开展实验，是迄今为止在有报道的类似研究工作中选用培养基种类最多、覆盖生长速率范围最广的一项研究。在数百次取样，测定数千个定量数据后，细菌细胞的生命周期逐渐清晰起来。研究结果显示，尽管细胞的平均大小随着生长速率增大，但数据却与“SMK生长法则”提出的定量公式不符；此外，假说中认为细胞DNA复制前的恒定比值也并非一成不变，而是根据生长速率的升高，呈现先上升后下降的变化趋势。这说明奠定现代定量微生物学研究领域的两大法则可能并不准确。
生物因子可分为种内关系和种间关系。研究人员基于喜马拉雅山中段树线样地网络调查发现，树线上升速率不仅受降水和种间竞争限制，还受种内关系影响。随着降水减少，树线幼苗趋于集群分布，且集群强度与树线爬升速率显著负相关，即树木之间相邻距离越大，爬升速率越快，反之爬升速率越慢。其中，34.7%的树线爬升速率由树木集群分布强度决定。这表明，温度与降水的交互作用影响幼苗集群分布状态，进而调控树线爬升速率。
研究人员表示，该研究展示了局域尺度上气候和非气候因子如何驱动大空间尺度树线格局。从种内关系的视角解释了树线变化的空间差异，量化了生物因子对树线变化的影响，解释了树线变化对气候变暖的滞后效应。
生命起源或与超临界二氧化碳有关
近年来，地球生命起源与初始有机质形成一直广受关注。生物学研究表明，超嗜热菌很可能是地球上生命的共同祖先，因此热液系统一直被认为与生命起源密切相关。但是热液流体中缺少合成氨基酸的关键元素——氮，这是早期生命起源于热液假说最致命的问题。
近日，中国科学家通过合作首次在热液系统观测到自然状态下超临界二氧化碳流体的喷发。此次观测到的超临界二氧化碳中含有大量氮气和有机组分，为生命起源以及初始有机质的形成提供了新的启示。相关研究成果以封面文章的形式发表在《科学通报》上。
超临界二氧化碳流体大量富集氮气，为早期地球从无机到有机的过程提供了绝佳的反应介质。近期有实验表明，在超临界二氧化碳和矿物的参与下，从H2OCO2-N2体系中可以合成4种氨基酸，包括丙氨酸、甘氨酸、天冬氨酸和精氨酸。
由此科学家提出了一个新的早期地球生命起源模型。月球形成后的几百万年间原始大气逐步形成，此时的原始大气中含有数百大气压的水蒸气和二氧化碳，以及氮气等。在原始海洋形成后，当温压条件大于31℃和7.3MPa时，二氧化碳将以超临界流体相态存在，因此在地球表面存在超临界态的二氧化碳层。在水圈与大气圈的交界面上，氮气和矿物微粒可以被稠密的超临界二氧化碳所吸附。超临界二氧化碳、水、氮气在矿物颗粒的催化下，形成了初始的有机物氨基酸等物质，从而完成了从无机到有机的转化，并产生了生命体必需的氨基酸等有机大分子。
5月18日，中國科研团队在细菌细胞生长分裂领域获得重要进展，研究成果于近日在国际权威期刊《自然·微生物学》杂志发表。
在现代定量微生物学领域中，“SMK生长法则”是首个被发现的定量规律，与“恒定起始质量假说”相辅相成，形成的研究思维范式主导了细菌细胞周期相关研究领域长达半个多世纪之久。为了深入探索细菌细胞分裂的机制，中国科学家对两大法则进行了验证并获得重大突破。
历时3年多，科研团队选取超过30种培养基开展实验，是迄今为止在有报道的类似研究工作中选用培养基种类最多、覆盖生长速率范围最广的一项研究。在数百次取样，测定数千个定量数据后，细菌细胞的生命周期逐渐清晰起来。研究结果显示，尽管细胞的平均大小随着生长速率增大，但数据却与“SMK生长法则”提出的定量公式不符；此外，假说中认为细胞DNA复制前的恒定比值也并非一成不变，而是根据生长速率的升高，呈现先上升后下降的变化趋势。这说明奠定现代定量微生物学研究领域的两大法则可能并不准确。
生物因子可分为种内关系和种间关系。研究人员基于喜马拉雅山中段树线样地网络调查发现，树线上升速率不仅受降水和种间竞争限制，还受种内关系影响。随着降水减少，树线幼苗趋于集群分布，且集群强度与树线爬升速率显著负相关，即树木之间相邻距离越大，爬升速率越快，反之爬升速率越慢。其中，34.7%的树线爬升速率由树木集群分布强度决定。这表明，温度与降水的交互作用影响幼苗集群分布状态，进而调控树线爬升速率。
研究人员表示，该研究展示了局域尺度上气候和非气候因子如何驱动大空间尺度树线格局。从种内关系的视角解释了树线变化的空间差异，量化了生物因子对树线变化的影响，解释了树线变化对气候变暖的滞后效应。
生命起源或与超临界二氧化碳有关
近年来，地球生命起源与初始有机质形成一直广受关注。生物学研究表明，超嗜热菌很可能是地球上生命的共同祖先，因此热液系统一直被认为与生命起源密切相关。但是热液流体中缺少合成氨基酸的关键元素——氮，这是早期生命起源于热液假说最致命的问题。
近日，中国科学家通过合作首次在热液系统观测到自然状态下超临界二氧化碳流体的喷发。此次观测到的超临界二氧化碳中含有大量氮气和有机组分，为生命起源以及初始有机质的形成提供了新的启示。相关研究成果以封面文章的形式发表在《科学通报》上。
超临界二氧化碳流体大量富集氮气，为早期地球从无机到有机的过程提供了绝佳的反应介质。近期有实验表明，在超临界二氧化碳和矿物的参与下，从H2OCO2-N2体系中可以合成4种氨基酸，包括丙氨酸、甘氨酸、天冬氨酸和精氨酸。
由此科学家提出了一个新的早期地球生命起源模型。月球形成后的几百万年间原始大气逐步形成，此时的原始大气中含有数百大气压的水蒸气和二氧化碳，以及氮气等。在原始海洋形成后，当温压条件大于31℃和7.3MPa时，二氧化碳将以超临界流体相态存在，因此在地球表面存在超临界态的二氧化碳层。在水圈与大气圈的交界面上，氮气和矿物微粒可以被稠密的超临界二氧化碳所吸附。超临界二氧化碳、水、氮气在矿物颗粒的催化下，形成了初始的有机物氨基酸等物质，从而完成了从无机到有机的转化，并产生了生命体必需的氨基酸等有机大分子。