盘基网柄菌

真核微生物

盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)是一种简单的真核微生物，在发育不同阶段有着特征差异较大的外观，通常称它为“细胞粘质霉”，属于黏菌（cellular slime mood），是研究真核生物细胞发育、运动和信号传导，医学病理模式，药理的方便的模式生物。

简介

但它的种系发生关系尚不清楚。细胞粘质霉盘基菌与多核粘质霉如绒泡菌无亲缘关系，与酵母或丝状真菌也无关。一些动物学教科书将网柄菌划为“社会阿米巴（social amoebae）”（聚黏菌）一类。然而，它与根足亚纲类的亲缘关系也不明显。

特征

盘基网柄菌生活在含丰富有机物的土壤中。当潮湿时，子实体接种的孢子释放单倍体细胞（黏变形体），这些细胞呈现阿米巴原虫的外形和生活方式。它们生活在水膜中，吃细菌，通过二分分裂方式繁殖（营养期，vegetative phase）。只有当食物供给已经耗尽或食物暴露，有干掉的危险时，成百上千的黏菌就向周围发送信号——环腺苷酸小分子cAMP。收到信号的黏菌，也向其周围发送同样的信号。在一片互相收发的信号背景中，自发形成一个聚集中心。大量黏菌聚集后，形成一个多细胞组成的集群（aggregation），集群成熟后顶部凸起形成假原生质团（pseudoplasmodium）。假原生质团被包在一种粘质的、非细胞片物质中，能象一个真正的蛞蝓那样移动。它迁移到一个明亮的地方变成孢堆原（sorogen），孢堆原由一个基板和一个支持球形新孢子聚集于顶端的茎组成。基板有附属结构。前柄细胞形成由纤维素组成的壁，最后死亡。与之相反的是，前孢子细胞存活并形成孢子，它们是生殖细胞，其形成和释放都是为了执行无性繁殖的功能。

从大量黏菌以自己为中心向四面发送cAMP信号，最初形成均匀的随机背景，后来突然自发产生一个聚集中心。这是一种以自发对称破缺为特征的非平衡相变，是自组织行为的典型事例。人们对此进行过许多实验和理论研究。

在无性繁殖的生命周期中，网柄菌从单细胞状态到多细胞状态发生了一个非同寻常的转换：大量单个阿米巴集合成一个社会群体，使能适应不利的环境条件。因此，网柄菌是一种由原来独立的单细胞阿米巴形成的“部分时间是多细胞的生物体”。

网柄菌在非正常条件下也会产生奇妙的有性生殖：通过吞噬相邻的阿米巴，两个细胞融合并扩大成一个巨型细胞，这个巨型细胞被包裹在囊内，尔后经过减数分裂和有丝分裂产生新的单倍体阿米巴虫。

图示盘基网柄菌的生命周期。

发展前景

盘基网柄菌作为异源重组糖蛋白表达载体的研究受到了学术界的重视,已经有多种具有生物活性的复杂糖蛋白成功地得到了表达。通过对表达产物的研究发现,盘基网柄菌具有各种翻译后加工机制,例如磷酸化、酰基化及形成GPI(糖基磷脂酰基醇)锚点等,具有类似于高等动物的糖基化修饰能力。与哺乳动物细胞表达载体相比较,盘基网柄菌具有培养成本低廉、细胞生长迅速及易于大规模培养的优势。盘基网柄菌有可能发展成为一种有重要应用前景的糖蛋白表达载体系统。

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