海洋生命学院举办“多细胞蓝细菌的细胞形态发生机制”讲座报告会
2023年10月29日上午，中国科学院水生生物研究所张承才研究员应邀在海洋生命学院进行了“多细胞蓝细菌的细胞形态发生机制”讲座报告会。张承才研究员是国家自然科学基金杰出青年基金获得者、长江学者特聘教授、法国骑士勋章获得者。长期以蓝细菌为研究材料，从事原核生物细胞尺寸、发育、分裂等细胞形态形成相关的基础生物学及合成生物学研究。在PNAS、Annual Review of Microbiology、Trends in Plant Science等期刊发表论文百余篇。会议由海洋生命学院张玉忠院长主持。
张承才研究员首先介绍了蓝细菌及其重要意义。蓝细菌是一类在海洋和淡水中广泛存在的原核生物，能进行光合作用，在生物进化中具有十分重要的地位。蓝细菌的分裂及其调控存在两个机制：一是通过昼夜节律进行时间上的分离，二是通过细胞分化实现空间上的分离。蓝细菌异形胞的发育可分为三个阶段：起始阶段、命运决定阶段、形态发生和成熟阶段。通过研究发现，蓝细菌受一系列基因的调控：HetR诱导、PatS抑制，两种基因共同调控形成了形态建成。异形胞产生的HetR诱导PatS的产生，HetR在原细胞中不动，PatS扩散到周围的营养细胞中并抑制HetR的产生，于是形成了蓝细菌中有规律的细胞分布。一个完整的细胞周期可分为B、C、D三个阶段，B阶段细胞生长，C阶段进行准备工作，D阶段细胞进行分裂。这里面有一个重要的因子HetF，通过它发现了细胞分化和分裂的关系。
张承才研究员还对细胞尺寸的稳态—可塑性的二元关系机制进行了介绍。Cyclic-di-GMP是细菌中普遍存在的第二信使，在异形胞的发育过程中，细胞内Cyclic-di-GMP的水平会发生剧烈变化，于是猜测Cyclic-di-GMP可能是异形胞分化过程中重要的信号分子。CdgR缺失会引起Cyclic-di-GMP胞内浓度的下降，异形胞频率下降，最后导致细胞变小。个体（细胞）的尺寸是存在二元性的：相对稳定性和可塑性。自然界中的蓝细菌具有不同的细胞形状和细胞大小，那么蓝细菌是如何控制细胞的形状和大小的？蓝细菌中存在一个双组分信号系统来控制Cyclic-di-GMP的水平和细胞的大小。CdgR是一种Cyclic-di-GMP受体，并以Cyclic-di-GMP依赖的方式来控制细胞大小。CdgR与转录因子DevH相互作用，而CdgR中Cyclic-di-GMP的结合又减弱了这种相互作用。
报告会上，张承才研究员和与会师生进行了深入交流和互动。《现代海洋生物学》课程修课研究生等校内外师生250余人参加了本次报告会。
通讯员：刘晓收
