在細菌分裂后，你通常能夠得到更多相同的東西：一個細胞一分為二，并產(chǎn)生兩個*一樣的拷貝。然而一項新的研究表明，對于導(dǎo)致人類肺結(jié)核（TB）的分枝桿菌卻并非如此，這或許能夠解釋為什么這種疾病是如此難以治愈。分枝桿菌能夠不對稱地分裂，由此生成的細胞能夠按照不同的速度生長，具有不同的大小，以及對于抗生素具有不同的易感性，從而至少增加了一些細胞幸存下來的幾率。研究人員希望這一發(fā)現(xiàn)能夠幫助他們研制出對付這些特別難以殺死的細胞的藥物。
 
文章的*作者、美國波士頓市哈佛公共衛(wèi)生學(xué)院的免疫學(xué)家Sarah Fortune表示：“真的難以置信，我們直到現(xiàn)在才找出這些基本的東西。但它反映了一個事實，即對分枝桿菌的研究還相對不足。”
 
據(jù)估計，*有超過1/3的人口被結(jié)核分枝桿菌所感染。大多數(shù)人的免疫系統(tǒng)能夠控制這種細菌，但是一個千載難逢的機會卻將1/10的休眠感染轉(zhuǎn)化為肺結(jié)核；這種疾病依然每天導(dǎo)致4000人死亡。肺結(jié)核采用半年或更長時間的抗生素結(jié)合治療——這是一個很大的缺點，因為患者通常會過早地放棄治療，從而增加了出現(xiàn)對藥物具有抗性的菌株的風(fēng)險?？茖W(xué)家曾認為，分枝桿菌之所以難以被殺死，是因為即便在那些發(fā)病的病人體內(nèi)依然存在休眠的細胞，并且這些細胞與代謝活躍的細菌相比對抗生素缺乏易感性。
 
然而Fortune和她的同事發(fā)現(xiàn)了第二種更令人驚訝的機制。他們在一個小營養(yǎng)箱中培育了恥垢分枝桿菌——這種細菌與結(jié)核分枝桿菌相近，但生長速度更快，從而能夠觀測單個活體細胞的生長和復(fù)制。與其他桿狀細菌（例如大腸桿菌）不同，分枝桿菌細胞能夠不對稱分裂，從而形成了大小和生長速度具有廣泛差異的一系列細胞類型。研究小組在日前的美國《科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上報告了這一研究成果。
 
通過用熒光染料標(biāo)記分枝桿菌的細胞壁，并觀測新的、未染色的細胞壁在紡錘極的生長，研究人員發(fā)現(xiàn)，子細胞主要在它們的“老”極生長。隨著由細胞分裂產(chǎn)生的新末端越來越大，細胞也伸長得越來越快。并且隨著細胞經(jīng)過多次分裂，具有許多不同“年齡”的紡錘極逐漸浮現(xiàn)，進而導(dǎo)致了各種各樣的生長速度。
 
重要的是，這些細胞在其對于抗生素的易感性上同樣存在差異——“較老的”、快速生長的細胞對于異煙肼和環(huán)絲氨酸更為易感；而“年輕的”、生長緩慢的細胞對于利福平則更為易感。Fortune表示：“當(dāng)我開始對分枝桿菌進行研究時，曾設(shè)想所有的細菌都是無法區(qū)分的。這是關(guān)于為什么細胞的表型不同的*深刻認識。”她說，不對稱是分枝桿菌保持其群體多樣性的方式，就像病毒通過發(fā)瘋般地突變來形成多樣性一樣。
 
德國柏林市馬普學(xué)會傳染生物學(xué)研究所的免疫學(xué)家Stefan Kaufmann表示：“這是一項重要的研究，因為它表明我們對于生物體的認識是錯誤的。”Kaufmann警告說，“隨著我們著眼于單個微生物，我們發(fā)現(xiàn)了多樣性”，但大多數(shù)實驗都是用恥垢分枝桿菌進行的，因此要用結(jié)核分枝桿菌加以證實。但他說：“這至少可以部分證明為什么肺結(jié)核如此難以治療，并且為合理尋找由能夠殺死不同細菌類型的藥物構(gòu)成的新的組合治療鋪平了道路。”

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