本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
如果周末有人在伦敦附近，皇家学会正在举办一个看起来很棒的夏季科学展览，重点是细菌信号转导：细菌如何协同工作以感知和响应它们的环境。展览从7月2日至7日举行，并且免费入场。您可以在他们的网站上找到更多相关信息，以及向参与的科学家提问。要了解更多关于科学的信息，请查看参展商的博客。
探索信号系统通常是一个多学科的过程，需要遗传研究、数学建模和进化生物学。最近一篇关于细菌噬菌体休克反应的论文使用了所有这些方法来构建完整信号系统的图景。
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细菌使用噬菌体休克反应系统来修复细胞内膜，例如在被噬菌体感染后。由于细菌利用跨细胞膜的质子梯度来产生能量，因此快速修复任何损伤至关重要。噬菌体休克反应系统在许多不同的革兰氏阴性菌和物种（如沙门氏菌、志贺氏菌和耶尔森氏菌）中共享，它也可能对维持毒力很重要。由于它在如此广泛的物种中共享，因此可以通过查看哪些基因在工作系统中最常见地保守下来确定参与该系统的最重要的基因。
通过分析物种之间的基因共享、基因序列随时间推移的进化方式以及基因组织的改变，研究人员构建了每个基因对于系统功能的重要性以及每个基因的作用如何随时间推移而改变的图景。他们还研究了在不同氧气水平的环境中，更简单的系统版本的生物学优势和劣势。
他们的研究结果表明，存在一个由少量基因组成的核心基因反应系统，该系统在不同物种中得到了补充和发展，以提供更复杂和细致入微的反应系统。这些系统不仅能够响应细胞内膜损伤，而且能够根据外部环境调整该反应。此外，进化的和改变的不仅仅是单个基因，DNA中基因的组织在不同物种中也不同，这为反应系统提供了又一个水平的调节和控制。
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参考文献：M. Huvet, T. Toni, X. Sheng, T. Thorne, G. Jovanovic, C. Engl, M. Buck, J.W. Pinney, and M.P.H. Stumpf, The Evolution of the Phage Shock Protein Response System: Interplay between Protein Function, Genomic Organization, and System Function, Mol Biol Evol (2011) 28 (3): 1141-1155
特色图片来自clever microbes tumblr。
非常感谢皇家学会允许我转载视频采访片段。