5月18日，国际权威学术期刊《自然?微生物学》发表了中国科学院深圳先进技术研究院、深圳合成生物学创新研究院刘陈立实验室的文章《链接大肠杆菌细胞生长和细胞周期的一般定量关系》，该文章以大肠杆菌为模式生物，揭秘了细菌大小的决定因素，发现了全新的“个体生长分裂方程”，修正了该领域原有的两大生长法则，并对合成生物学领域生命体理性设计提供了相关建构基础原理。
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一分半让你知道细菌大小是怎么决定的
细菌，是自然界分布最广、个体数量最多的有机体。从负责发酵酸奶的乳酸菌到生产胰岛素的大肠杆菌、从与植物共生的根瘤菌到导致伤口感染的病原菌、从分子克隆中用到的剪刀和胶水到基因魔剪CRISPR/Cas9，细菌充斥了人类生活和科学研究的方方面面。每种细菌有着各式各样的可遗传继承的大小，这些微小细胞的体积有时可以相差-倍，从0.3微米长的专性胞内病源菌支原体(Mycoplasma)，到微米长的刺尾鲷肠道内共生菌费氏刺骨鱼菌(Epulopisciumfishelsoni)，再到生长在纳米比亚海边肉眼可见的1毫米长的纳米比亚嗜硫珠菌(Thiomargaritanamibiensis)。当然，较大的细菌是极少数的，大多数已知细菌的直径在0.4至2微米之间，长度在0.5至5微米之间。细菌的大小不仅呈现多样化，而且很稳定。即使在温度高达度以上的热液口、盐浓度高达5摩尔的盐湖、离子放射性强度超过人类致死剂量0倍等条件下，这些环境中的细菌细胞仍然保持特定的大小。长久以来，细菌的大小一直是细菌分类学中一个不可缺少的性状，同时特定的大小使得细菌能更适应其生存环境。过去年来，生物学家一直想知道是什么决定了细胞的大小。在近代，虽然我们知道了大部分控制细菌细胞周期和细胞分裂的分子，但我们仍然不知道细菌细胞的大小是如何确定的。
△图一：不同大小的细菌细胞
上述问题是微生物生理学领域重要的基础科学问题，回答该问题对于厘清细菌细胞生长和周期控制的基本规律及其分子调控机制，指导人工生物系统的设计和构建有着重要的意义。
六十年经典
定量微生物学领域两大定量法则
人们对细菌细胞生长和细胞周期控制规律的研究历史可以追溯到19世纪中期。直到上世纪50年代，人们对于细菌细胞生长规律的认知还主要集中于对细菌细胞生命周期描述。在当时，人们认为，细菌细胞的整个生命周期可以分为延迟期、对数生长期、静止期和衰亡期（即S形生长曲线，图二），细菌细胞都不可避免的要经历上述几个时期，这一观点直至今日仍具有广泛的影响力。
△图二：细菌细胞生长曲线
（S形生长曲线）
自上世纪40年代起，得益于相关实验方法和观念的更新，微生物生理学的研究进入了新的阶段。AlfredHershey（年诺贝尔生理学或医学奖获得者）发现，通过定期的稀释，细菌细胞可以长时间的维持指数生长状态（对数生长期，图三），说明S形生长曲线描述的并非细菌细胞必然经历生长阶段。基于类似培养方法，JacquesMonod发现细菌细胞在含有两种碳源的培养基中存在“二次生长”现象，进而揭示了“乳糖操纵子”的调控机制，并因此获得了年诺贝尔生理学或医学奖。他明确指出：所有的微生物学相关的研究都应该
