成果介绍

发现鞭毛故障触发纤细裸藻细胞形变和细胞形变是纤细裸藻的逃逸策略


2022年01月30日 08:43  点击:[]

纤细裸藻是广泛生存在淡水水域中的藻类,也叫眼虫。三百年前,显微镜学家观察到纤细裸藻细胞形变的现象,但是,纤细裸藻细胞为什么发生形变和什么条件触发了形变一直是个谜。通常,形变特征是吞噬性细胞用来包裹猎物而具有的,而纤细裸藻细胞获取营养的方式是渗透营养和光合作用,所以纤细裸藻细胞保留了形变特征是很奇怪的,一些生物学家认为纤细裸藻细胞形变是无功能的进化遗迹。2019年,Noselli G. 等人(Noselli G.Nature Physics 15 496-502 2019) 通过观察纤细裸藻细胞在局限环境中的形变特征得出裸藻细胞形变是由界面限制对细胞膜表面的力学接触引起的(Confinement   triggers metaboly)。但是文章作者承认他们并没有解决裸藻细胞形变触发机制及其功能的问题。科研团队的实验数据证明Noselli   G.等人的观点是错误的。

    科研团队通过观察纤细裸藻细胞在模拟自然生存环境中的形变行为,发现鞭毛故障(Flagellum malfunctions)是触发细胞形变的宏观机制。我们首次发现,细胞形变是纤细裸藻细胞的逃逸策略(单细胞微生物逃逸策略以前没有人发现过)。这些发现推翻了Noselli G.等人的confinement导致形变的观点。纤细裸藻细胞形变触发机制及裸藻细胞逃逸策略的发现具有基础生物学意义,裸藻是《水生生物学》教科书的重要一章内容,科研团队的发现填补了教课书内容的空白,同时对指导裸藻水华控制也有相当的参考价值。裸藻水华对淡水养殖业有重要影响,运用化学方法控制裸藻水华同时也会伤害水产品。科研团队发现界面对细胞的分子引力(范德瓦尔斯力)大小是决定细胞能否逃离界面吸附的关键,如果界面材料、水和细胞组成的系统的Hamaker常数足够大,就可以使细胞不能逃离界面吸附,因此可以运用界面分子力捕获裸藻细胞,进而控制裸藻水华的生成和发展。



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