海中的僵尸細(xì)胞

德國黑爾戈蘭島周圍的海水為研究春季藻類繁殖提供了理想的環(huán)境，這是馬克斯普朗克海洋微生物研究所自2009年以來的研究重點。在之前的一項研究中，馬克斯普朗克的科學(xué)家們觀察到一組叫做SAR11的細(xì)菌在這些水華期間生長得特別快。然而，盡管它們的生長速度很高，但SAR11的豐度在5天內(nèi)下降了大約90%。這表明這些細(xì)胞很快就被捕食者和/或病毒感染摧毀了。

現(xiàn)在，馬克斯·普朗克的研究人員調(diào)查了這種現(xiàn)象背后的原因?！拔覀兿胫繱AR11的低數(shù)量是否是由噬菌體引起的，噬菌體是一種專門感染細(xì)菌的病毒，”Jan Brüwer解釋說，他在博士論文中進(jìn)行了這項研究?！盎卮疬@個看似簡單的問題在方法上非常具有挑戰(zhàn)性。

噬菌體感染是如何工作的?噬菌體通過將遺傳物質(zhì)引入細(xì)菌體內(nèi)來感染細(xì)菌。一旦到達(dá)那里，它就會復(fù)制，并利用細(xì)菌核糖體產(chǎn)生它需要的蛋白質(zhì)。來自不來梅的研究人員使用了一種技術(shù)，使他們能夠“跟蹤”細(xì)胞內(nèi)噬菌體的遺傳物質(zhì)?！拔覀兛梢匀旧囟ǖ氖删w基因，然后在顯微鏡下觀察它們。由于我們也可以染色SAR11的遺傳物質(zhì)，我們可以同時檢測噬菌體感染的SAR11細(xì)胞，”Jan Brüwer解釋說。

雖然這看起來很簡單，但噬菌體基因的低亮度和小尺寸使得研究人員很難檢測到它們。盡管如此，成千上萬的顯微鏡圖像被成功分析，帶來了一些令人興奮的消息。Jan Brüwer說:“我們看到SAR11細(xì)菌受到噬菌體的大規(guī)模攻擊。在快速生長時期，比如與春季藻類大量繁殖有關(guān)的時期，近20%的細(xì)胞被感染，這解釋了細(xì)胞數(shù)量少的原因。所以，噬菌體是解釋這個謎團(tuán)的缺失環(huán)節(jié)?！?/p>

僵尸細(xì)胞其實是一種全球現(xiàn)象

令科學(xué)家們驚訝的是，這些圖像揭示了更多?！拔覀儼l(fā)現(xiàn)一些被噬菌體感染的SAR11細(xì)胞不再含有核糖體。這些細(xì)胞可能處于生與死之間的過渡狀態(tài)，因此我們稱它們?yōu)椤┦?xì)胞’?！?/p>

僵尸細(xì)胞代表了一種新現(xiàn)象，不僅在純SAR11培養(yǎng)物中觀察到，而且在Helgoland收集的樣本中也觀察到。此外，對大西洋、南大洋和太平洋樣本的分析顯示，僵尸細(xì)胞的存在表明這種現(xiàn)象在全球范圍內(nèi)都存在?！霸谖覀兊难芯恐?，僵尸細(xì)胞占海洋中所有細(xì)胞的10%。僵尸細(xì)胞的全球出現(xiàn)拓寬了我們對病毒感染周期的理解。我們懷疑，在僵尸細(xì)胞中，核糖體中含有的核酸正在被分解并再循環(huán)，以產(chǎn)生新的噬菌體DNA。”

Brüwer和他的同事們假設(shè)，不僅SAR11細(xì)菌，其他細(xì)菌也可以變成僵尸。因此，他們希望進(jìn)一步研究僵尸細(xì)胞的分布及其在病毒感染周期中的作用。Brüwer強(qiáng)調(diào)說:“這一新發(fā)現(xiàn)證明，盡管SAR11分裂如此之快，但它們在很大程度上受到噬菌體的控制和調(diào)節(jié)。SAR11對包括碳循環(huán)在內(nèi)的全球生物地球化學(xué)循環(huán)非常重要，因此它們在海洋中的作用必須重新定義。我們的工作強(qiáng)調(diào)了噬菌體在海洋生態(tài)系統(tǒng)中的作用以及海洋中微生物相互作用的重要性。

來源：MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT

異丁醛（也稱為2-丁醛，化學(xué)式：C4H8O）是一種有機(jī)化合物，屬于醛類化合物。以下是異丁醛的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 功能團(tuán)：異丁醛分子中含有一個醛基（─CHO功能團(tuán)），即碳氧雙鍵和一個氫原子。

2. 溶解性：異丁醛具有一定的溶解性。它可以在水和許多有機(jī)溶劑中溶解，如乙醇、醚等。

3. 氧化性：異丁醛易被氧氣氧化成相應(yīng)的酸。

4. 反應(yīng)活性：異丁醛是一種活潑的化合物，可以與多種化學(xué)物質(zhì)發(fā)生以下反應(yīng)：

   - 還原反應(yīng)：可以被還原劑還原為相應(yīng)的醇。

   - 加成反應(yīng)：與親核試劑（如氨、氫氯化物）加成反應(yīng)，形成相應(yīng)的加成產(chǎn)物。

   - 導(dǎo)入反應(yīng)：與親電試劑（如酸性條件下的醇或酰氯）反應(yīng)，發(fā)生導(dǎo)入反應(yīng)，形成醇或酯。

5. 異構(gòu)性：異丁醛和正丁醛（1-丁醛）是同分異構(gòu)體，它們的分子結(jié)構(gòu)不同。

需要注意的是，異丁醛是一種具有刺激性氣味的液體，在處理和使用時應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。同時，由于異丁醛易燃，應(yīng)避免與火源接觸和存放在易燃物質(zhì)附近。