生物行移动版

约四十亿年前，地球逐渐冷却，最早的生命形式开始出现。那时的原始细胞缺乏现代细胞所具备的蛋白质机器和细胞壁，仅依靠一层薄薄的脂质膜完成复制和分裂。近期，科学家们首次阐明了这些缺乏复杂结构的原始细胞如何实现增殖的分子机制。

大多数细菌拥有由肽聚糖构成的细胞壁，负责维持细胞形态和提供保护。然而，部分细菌能转变为缺乏细胞壁的L型状态，其结构与原始细胞极为相似。英国纽卡斯尔大学的最新研究详细揭示了L型细菌的分裂与增殖机制，不仅深化了对生命起源细胞增殖方式的理解，也为抗击细菌抗生素耐药性提供了新的思路。该研究成果于2024年2月28日发表在《Cell》杂志上。

纽卡斯尔大学资深研究员Jeff Errington表示：“令人惊讶的是，这一增殖机制极为简单，完全不依赖蛋白质驱动的复杂装置，这很可能就是地球早期原始细胞的增殖方式。”

细胞壁主要由肽聚糖组成，环绕于细胞外侧，维持细胞形态并抵御外界压力。所有主要细菌类群均拥有细胞壁，其共同祖先也极可能具备此结构。细胞壁是许多抗生素的靶点，然而部分致病菌可通过转变为L型状态逃避抗生素攻击。

L型细菌的显著特征是其增殖方式的改变，摆脱了传统依赖复杂细胞分裂机制的模式。增殖过程中，L型细菌形态不规则，细胞表面出现突起，突起脱离后形成子代细胞。尽管已有研究鉴定出与L型状态相关的基因突变，但其具体分子机制尚不清楚。

纽卡斯尔大学团队通过遗传学分析，确定了驱动L型细菌增殖的两个关键遗传变异。其中一项突变显著提升了细胞膜脂肪酸的合成，导致细胞表面积与体积比的增加。实验表明，该突变足以驱动枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）实现L型分裂。此外，研究人员通过人工增加细胞表面积，成功诱导野生型细菌出现L型形态和分裂，进一步验证了表面积与体积不平衡是L型细胞分裂的生物物理学基础。

Errington指出：“本研究不仅为深入理解L型细菌的致病机制和抗药性提供了理论基础，也为模拟和解析约四十亿年前原始细胞的增殖机制提供了系统模型。”

该研究成果为生命起源及细菌生物学领域带来重要突破，推动了对细胞增殖基本原理的认识。

（生物通编辑：叶予）