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尘世未徂暑,山中今授衣。
露蝉声渐咽,秋日景初微。
——《七月二十四日山中已寒二十九日处暑》宋 · 张嵲
处暑,是秋季的第二个节气。这时气温开始逐渐下降,暑热消退,慢慢变得凉爽。当环境条件改善时,有一种微生物,会神奇地复苏。
本次的节气科普,将带大家深入了解休眠细菌的复苏过程。
休眠细菌的适应性生存策略
在微生物世界里,休眠细菌这种奇特生物,能够在极端环境下进入休眠状态,以抵御极端温度、干旱、辐射等不利条件。
图:细菌的繁殖与休眠(图源:Gefen O and Balaban NQ (2019) When Bacteria Go to Sleep. Front. Young Minds. 7:45)
在休眠状态下,它们停止生长和繁殖,进入一种休眠代谢状态,以保护自身免受环境压力的伤害。这种策略使得休眠细菌能够在极端条件下存活数年,甚至数百年之久。
休眠细菌|复苏过程
触发因素
休眠细菌的复苏并非是随机发生的,而是受到一系列特定的触发因素影响。
其中最重要的因素是环境条件的改变,如水分的增加、温度的升高、养分的供应等。这些因素刺激了休眠细菌内部的信号传导网络,从而启动复苏过程。
分子机制
复苏过程中,休眠细菌会逐步恢复其正常的生理和代谢活动。研究发现,复苏过程涉及众多基因的表达和蛋白质的合成,这些基因和蛋白质参与了细胞壁重建、DNA修复、能量代谢等关键过程。
此外,一些特定的信号分子也在复苏过程中起到调控作用。
应用前景
休眠细菌的复苏过程对科学研究和应用具有重要意义。通过研究休眠细菌的复苏机制,我们可以更好地理解微生物的生存策略,揭示生命的奇妙之处。
此外,休眠细菌的复苏机制也可以为生物工程学和医学领域提供启示,例如,在冷冻保存和细胞修复方面有潜在应用价值。
汉宁“二十四节气”科普是汉宁化学推出的关于微生物的科普栏目。我们将以中国传统的二十四节气为时间线,定期推出微生物相关主题的科普短文。“四季有序,万物有时”,让我们“寄知识于时节”,一起探索微生物世界:汉宁与您应时相约、不见不散!