產(chǎn)生后代是所有生物的進(jìn)化目標(biāo)。單個(gè)細(xì)胞的增殖是通過細(xì)胞周期協(xié)調(diào)的。2001年，三位科學(xué)家因發(fā)現(xiàn)真核生物細(xì)胞周期是如何被調(diào)節(jié)的，獲得了當(dāng)年的諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)。zui近，研究團(tuán)隊(duì)確定了細(xì)菌繁殖的主要切換器。真核生物的細(xì)胞周期進(jìn)程是由稱為細(xì)胞周期蛋白（cyclins）的小蛋白調(diào)節(jié)，在細(xì)菌中這個(gè)作用是由一個(gè)小信號(hào)分子c-di-GMP完成的。

這個(gè)分子雖然非常小，但是對(duì)幾乎所有細(xì)菌的生存是至關(guān)重要的。這個(gè)信號(hào)信使——稱為c-di-GMP，在細(xì)菌中控制著行為過程。例如，它可確保細(xì)菌結(jié)合在一起形成生物膜，在人類中這可引發(fā)慢性感染?，F(xiàn)在，他們發(fā)現(xiàn)，這個(gè)信使的水平波動(dòng)隨后影響著關(guān)鍵調(diào)控蛋白的活性，從而控制細(xì)菌的細(xì)胞周期和增殖。

信號(hào)分子在檢查點(diǎn)設(shè)置紅綠燈

細(xì)胞如何繁殖？當(dāng)細(xì)胞分裂時(shí)，一個(gè)母細(xì)胞產(chǎn)生兩個(gè)子細(xì)胞。然而，在這之前，細(xì)胞必須經(jīng)過幾個(gè)階段，從生長(zhǎng)到其遺傳信息的復(fù)制，zui后到細(xì)胞分裂。這一過程被稱為細(xì)胞周期。在對(duì)模型細(xì)菌——新月柄桿菌（Caulobacter crescentus）的研究中，感染生物學(xué)家表明，該信號(hào)信使c-di-GMP以類似于紅綠燈的方式，控制著細(xì)胞周期。當(dāng)細(xì)胞中缺乏c-di-GMP時(shí)，顯示紅燈。這表明，細(xì)胞將會(huì)停留在細(xì)胞周期的*階段。如果c-di-GMP水平增加，開關(guān)切換到綠燈，細(xì)胞進(jìn)入下一階段?？茖W(xué)家們探討了在分子水平上究竟發(fā)生了什么。

c-di-GMP以兩種作用模式控制一種酶

這個(gè)“交通燈“的作用是通過一種酶完成的，這種酶通過兩種不同的方式完成這個(gè)作用。Jenal解釋說(shuō)：“當(dāng)c-di-GMP缺乏的時(shí)候，可阻礙引發(fā)遺傳物質(zhì)復(fù)制的過程。然而，一旦產(chǎn)生c-di-GMP，它就與這種酶結(jié)合，從而改變其結(jié)構(gòu)和作用方式。隨后，這種封鎖被解除，細(xì)菌染色體被復(fù)制。"這一步驟標(biāo)志著細(xì)胞周期進(jìn)入下一個(gè)階段。這種信號(hào)分子在分裂母細(xì)胞中的不同空間分布，在后代行為中也起著重要的作用。

病原體使用相同的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)

這是有研究在細(xì)菌細(xì)胞兩大主要調(diào)控網(wǎng)絡(luò)之間——小信使和重要的調(diào)控酶（稱為激酶），建立一種直接的。所獲得的見解，為闡明病原體更為復(fù)雜的c-di-GMP網(wǎng)絡(luò)，提供了重要依據(jù)。這一信號(hào)分子涉及到病體菌的毒性、持久性機(jī)制及耐藥性。例如，引起霍亂和肺炎的危險(xiǎn)病原體，使用c-di-GMP信號(hào)在人類宿主中得以生存。下一步，研究人員想弄清楚，這種分子是否以類似于模型菌C.crescentus的方式，在這些病原體中發(fā)揮作用。