柄杆菌属

革兰氏染色阴性杆状细菌

柄杆菌属（Caulobacter）在细胞的一端生有一条柄状突起革兰氏染色阴性杆状细菌。细胞大小（0.4～0.7）×（1～3）微米，细胞一端的柄状突起直径约0.15微米，长由几微米到十几微米，细胞和柄有连续的细胞膜包裹，其外有细胞壁。繁殖时以不等分二分横断分裂，一个子细胞有柄，另一个子细胞无柄而生有鞭毛，细胞的柄或鞭毛均为极生，细胞成熟时由生鞭毛的位置生出柄，柄的末端有粘性的固着器，可粘附在固体或其他细胞表面。

柄杆菌属

柄杆菌属（Caulobacter）在细胞的一端生有一条柄状突起革兰氏染色阴性杆状细菌。

特点

细胞大小（0.4～0.7）×（1～3）微米，细胞一端的柄状突起直径约0.15微米，长由几微米到十几微米，细胞和柄有连续的细胞膜包裹，其外有细胞壁。繁殖时以不等分二分横断分裂，一个子细胞有柄，另一个子细胞无柄而生有鞭毛，细胞的柄或鞭毛均为极生，细胞成熟时由生鞭毛的位置生出柄，柄的末端有粘性的固着器，可粘附在固体或其他细胞表面。营呼吸代谢，是化能有机营养菌，大多需要维生素类的生长素。本属细菌的DNA中G+C克分子含量为64～67%。多见于淡水，在海水、土壤中也可分离到。本属细菌为非致病菌。

发现过程

1905年，D．琼斯首先发现生菌柄的细菌。在使用电子显微镜之后，才发现细菌的菌柄有两种：一种是由细胞抽出的丝或分泌物与其他物质构成，如嘉利翁氏菌属、涅瓦菌属；一种是细胞本身的延长物，如柄杆菌属和不粘柄菌属。1968年，J．T．斯特利建议用“菌柄”一词表示由原核细胞延长出来的半坚韧的细胞附属物。生菌柄的细菌种类很多，有的生星状菌柄，菌柄长短不一，因种而异，如菌柄微菌属生短刺状菌柄，臂微菌属生刺状菌柄，柄杆菌属生柄状菌柄，生丝微菌属生丝状菌柄。

“选择自杀”机制

真核细胞的细胞凋亡发生在对高水平的DNA损伤的响应，其特征为膜去极化、染色质凝聚和DNA断裂。最近的研究表明，程序性的细胞死亡的一个类似的过程发生在细菌中，当其涉及的机制尚不清楚。如今，Bos等人证明，当DNA被广泛破坏时，野生型柄杆菌编码了一种新的核酸内切酶，从而打碎染色体。

P.Morgan随着DNA破损，细菌细胞通常都会诱发SOS反应，此举抑制了细胞周期并激活了DNA修复路径。为了研究柄杆菌对DNA破损的响应，作者使用了两种不同的方法来诱导SOS响应：删除lexA（负责编码SOS反应的一种阻抑蛋白）以及用DNA交联剂丝裂霉素C（MMC）对细胞进行处理。包含lexA裸细胞和MMC处理细胞的一个亚子集对DiBAC4和TUNEL染色呈阳性，后者分别是膜去极化和染色质凝聚的标记。这一结果提供了证据，表明DNA破损在柄杆菌中促成了与细胞凋亡类似的死亡。

作者随后筛查了一种SOS诱导因子，它能够导致细胞死亡并识别出之前的一种不典型的蛋白质，后者被研究人员命名为细菌细胞凋亡核酸内切酶（BapE）。编码基因的删除或BapE的细胞水平的减少在缺乏DNA破损的野生型细胞中都没有表现型；然而，作者观察到，DiBAC4和TUNEL染色在被SOS诱导的BapE缺损的细胞中被显著降低了，这意味着BapE是调节细胞死亡所必需的。BapE在这一与细胞凋亡类似的过程中的作用是什么呢？尽管缺乏与任何已知的核酸酶的氨基酸序列的相似性，净化的BapE在体外以一种序列非特异性的方式吸收了质粒DNA。此外，BapE在体内的过度表达导致了摄动染色体形态和碎片。

为了确定在DNA破损后，柄杆菌何时以及如何做出决定从一种DNA修复程序转化为一种细胞死亡程序，定量的实时聚合酶链反应被用来测量SOS响应基因在MMC治疗后随着时间的感应动力学属性。这项分析显示，与细胞分裂抑制和DNA修复有关的基因在MMC暴露之后的早期被表达出来，并达到一个稳定水平，或者在稍后的一个时间点出现下降。相比之下，bapE感应是延迟的，但其表达在随后的时间点达到了一个高水平。此外，细胞生存能力试验显示，低水平的BapE导致了可逆的分裂抑制，而高水平则造成了不可逆的细胞死亡。因此，分裂抑制和修复路径似乎是在早期被诱发的；然而，当DNA损伤持续存在时，细胞死亡程序由于一个上升的BapE水平，及随后的染色体碎裂而受到青眯。

与多细胞真核生物不同，细菌是单细胞的，这使得自杀的选择优势更难以被合理化。作者提出的一种有趣的假设是，同基因的细菌群落功能以一种类似的方式存在于多细胞的真核生物中；程序性的消除非生产性细胞将为邻近的群落成员提供营养，并因此促进了剩余群落的生存能力。

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