Science：电化学电位使休眠孢子能够整合环境信号

吴宗涵

2022-10-11

细菌孢子的形成（孢子形成）是许多微生物物种的一种常见且特征鲜明的生存策略。孢子实际上是部分脱水的细胞，由一层保护层包裹，可以在极端环境中存活并保持休眠多年。但是，这些孢子需要周围环境波动保持一定稳定，从而避免过早地退出休眠状态（萌芽），而当孢子感应到有利条件，则会发生萌芽。但在过去认知里，细菌孢子的休眠状态通常被认为是缺乏生物活性的状态。

最近，来自加州大学圣地亚哥分校的Gürol M. Süel团队发现尽管孢子处于持续休眠状态，但随着时间的推移，孢子可以通过预先存在的电化学电位整合环境信号。

文章要点：

1) 该研究探究了数千个独立的枯草芽孢杆菌孢子，结果发现这些孢子在暴露于短暂的营养脉冲时仍然可以处于休眠状态；

2) 研究者证实依据细菌电生理学数学模型的指导，通过基因和化学靶向的钾离子通量实现了对孢子退出休眠的有效调控；

3) 短暂的营养脉冲会导致孢子内的电化学电位出现阶梯状变化，在休眠期间，孢子逐渐释放其储存的电化学电位，随着时间的推移整合细胞外信息。

参考资料：

Gürol M.S., et al. Electrochemical potential enables dormant spores to integrate environmental signals. Science. (2022).

DOI: 10.1126/science.abl7484

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl7484