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盤基網柄菌

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盤基網柄菌(Dictyostelium discoideum)是一種簡單的真核微生物,在發育不同階段有着特徵差異較大的外觀,通常稱它為“細胞粘質黴”, 屬於黏菌(cellular slime mood),是研究真核生物細胞發育、運動和信號傳導,醫學病理模式,藥理的方便的模式生物。
別    名
黏菌
中文學名
盤基網柄菌
拉丁學名
Dictyostelium discoideum
原生生物界
黏菌門
黏菌綱
盤基網柄菌(Dicty. discoideum)
分佈區域
闊葉林下表土,腐殖質,動物糞便,落葉層等

目錄

盤基網柄菌簡介

盤基網柄菌 盤基網柄菌
但它的種系發生關係尚不清楚。細胞粘質黴盤基菌與多核粘質黴如絨泡菌無親緣關係,與酵母或絲狀真菌也無關。一些動物學教科書將網柄菌劃為“社會阿米巴(social amoebae)”(聚黏菌)一類。然而,它與根足亞綱類的親緣關係也不明顯 [1] 

盤基網柄菌特徵

盤基網柄菌 盤基網柄菌
盤基網柄菌生活在含豐富有機物的土壤中。當潮濕時,子實體接種的孢子釋放單倍體細胞(黏變形體),這些細胞呈現阿米巴原蟲的外形和生活方式。它們生活在水膜中,吃細菌,通過二分分裂方式繁殖(營養期,vegetative phase)。只有當食物供給已經耗盡或食物暴露,有幹掉的危險時,成百上千的黏菌就向周圍發送信號——環腺苷酸小分子cAMP。收到信號的黏菌,也向其周圍發送同樣的信號。在一片互相收發的信號背景中,自發形成一個聚集中心。 [1]  大量黏菌聚集後,形成一個多細胞組成的集羣(aggregation),集羣成熟後頂部凸起形成假原生質團(pseudoplasmodium)。假原生質團被包在一種粘質的、非細胞片物質中,能象一個真正的蛞蝓那樣移動。它遷移到一個明亮的地方變成孢堆原(sorogen),孢堆原由一個基板和一個支持球形新孢子聚集於頂端的莖組成。基板有附屬結構。前柄細胞形成由纖維素組成的壁,最後死亡。與之相反的是,前孢子細胞存活並形成孢子,它們是生殖細胞,其形成和釋放都是為了執行無性繁殖的功能。
從大量黏菌以自己為中心向四面發送cAMP信號,最初形成均勻的隨機背景,後來突然自發產生一個聚集中心。這是一種以自發對稱破缺為特徵的非平衡相變,是自組織行為的典型事例。人們對此進行過許多實驗和理論研究。 [1] 
無性繁殖的生命週期中,網柄菌從單細胞狀態到多細胞狀態發生了一個非同尋常的轉換:大量單個阿米巴集合成一個社會羣體,使能適應不利的環境條件。因此,網柄菌是一種由原來獨立的單細胞阿米巴形成的“部分時間是多細胞的生物體”。
網柄菌在非正常條件下也會產生奇妙的有性生殖:通過吞噬相鄰的阿米巴,兩個細胞融合並擴大成一個巨型細胞,這個巨型細胞被包裹在囊內,爾後經過減數分裂和有絲分裂產生新的單倍體阿米巴蟲
圖示盤基網柄菌的生命週期。

盤基網柄菌發展前景

盤基網柄菌作為異源重組糖蛋白表達載體的研究受到了學術界的重視,已經有多種具有生物活性的複雜糖蛋白成功地得到了表達。通過對錶達產物的研究發現,盤基網柄菌具有各種翻譯後加工機制,例如磷酸化、酰基化及形成GPI(糖基磷脂酰基醇)錨點等,具有類似於高等動物的糖基化修飾能力。與哺乳動物細胞表達載體相比較,盤基網柄菌具有培養成本低廉、細胞生長迅速及易於大規模培養的優勢。盤基網柄菌有可能發展成為一種有重要應用前景的糖蛋白表達載體系統。
參考資料
  • 1.    混沌與分形:郝柏林科普文集