Nature：細胞周期進程的紅綠燈

　　產生后代是所有生物的進化目標。單個細胞的增殖是通過細胞周期協調的。2001年，三位科學家因發現真核生物細胞周期是如何被調節的，獲得了當年的諾貝爾生理學獎。最近，瑞士巴塞爾大學Urs Jenal教授帶領的研究團隊，確定了細菌繁殖的主要切換器。真核生物的細胞周期進程是由稱為細胞周期蛋白（cyclins）的小蛋白調節，在細菌中這個作用是由一個小信號分子c-di-GMP完成的。科學家們在最新一期的《Nature》雜志描述了這一過程的分子細節。

　　這個分子雖然非常小，但是對幾乎所有細菌的生存是至關重要的。這個信號信使——稱為c-di-GMP，在細菌中控制著行為過程。例如，它可確保細菌結合在一起形成生物膜，在人類中這可引發慢性感染。現在，巴塞爾大學的Urs Jenal教授及其同事證明，c-di-GMP也在細菌繁殖中起著決定性的作用。他們發現，這個信使的水平波動隨后影響著關鍵調控蛋白的活性，從而控制細菌的細胞周期和增殖。

　　信號分子在檢查點設置紅綠燈

　　細胞如何繁殖？當細胞分裂時，一個母細胞產生兩個子細胞。然而，在這之前，細胞必須經過幾個階段，從生長到其遺傳信息的復制，最后到細胞分裂。這一過程被稱為細胞周期。在對模型細菌——新月柄桿菌（Caulobacter crescentus）的研究中，感染生物學家首次表明，該信號信使c-di-GMP以類似于紅綠燈的方式，控制著細胞周期。當細胞中缺乏c-di-GMP時，顯示紅燈。這表明，細胞將會停留在細胞周期的第一階段。如果c-di-GMP水平增加，開關切換到綠燈，細胞進入下一階段。科學家們探討了在分子水平上究竟發生了什么。

　　c-di-GMP以兩種作用模式控制一種酶

　　這個“交通燈“的作用是通過一種酶完成的，這種酶通過兩種不同的方式完成這個作用。Jenal解釋說：“當c-di-GMP缺乏的時候，可阻礙引發遺傳物質復制的過程。然而，一旦產生c-di-GMP，它就與這種酶結合，從而改變其結構和作用方式。隨后，這種封鎖被解除，細菌染色體被復制。”這一步驟標志著細胞周期進入下一個階段。這種信號分子在分裂母細胞中的不同空間分布，在后代行為中也起著重要的作用。

　　病原體使用相同的信號網絡

　　這是首次有研究在細菌細胞兩大主要調控網絡之間——小信使和重要的調控酶（稱為激酶），建立一種直接的聯系。所獲得的見解，為闡明病原體更為復雜的c-di-GMP網絡，提供了重要依據。這一信號分子涉及到病體菌的毒性、持久性機制及耐藥性。例如，引起霍亂和肺炎的危險病原體，使用c-di-GMP信號在人類宿主中得以生存。下一步，研究人員想弄清楚，這種分子是否以類似于模型菌C.crescentus的方式，在這些病原體中發揮作用。