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
在多细胞生物中，每个细胞都必须表现正常并执行其产生的任务，这至关重要。多细胞生物的生存取决于此——你身体中的每个细胞在生长大小（相当大）、繁殖时间（几乎从不）以及可能进行的代谢过程类型方面都受到严格控制。而且，就像反乌托邦科幻未来一样，任何不守规矩的细胞都会被处死。不是被周围的细胞处死，而是被其自身的内部过程处死。
人体中的每个细胞都被程序设定为死亡。死亡是它们的默认状态。只有通过表现正常、服从外部指令并执行其应执行的过程，细胞才能够抑制自身的破坏。这对整个身体来说是一件好事，因为那些设法逃脱严格死亡调控的细胞是癌细胞，会在体内造成严重破坏。
这对多细胞生物中的细胞来说是有道理的，毕竟它们需要维护整个身体。不太确定的是，为什么细菌会在其细胞内设置死亡通路。因为奇怪的是，它们确实有。在大肠杆菌中，两个基因 mazE 和 mazF 被编码在同一段 DNA（相同的操纵子）上。MazF 编码一种杀伤毒素，而 mazE 产生抗毒素。如果 mazE DNA 受损，或者由 DNA 产生的 mazE 蛋白受到抑制，那么 mazF 将被释放，细胞将死亡。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业： 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
不仅大肠杆菌中存在这一种死亡通路，它还与细胞死亡的另一种机制相互作用。在大量 DNA 损伤的情况下，DNA 修复系统由一种名为 RecA 的蛋白质介导。RecA 的信使 RNA (信使 RNA 用于从 DNA 制造蛋白质) 数量的增加会通过导致细胞膜去极化、破坏细胞完整性并导致细胞死亡，从而触发大肠杆菌中的细胞死亡。当 mazEF 系统被激活时，它会抑制 RecA；在 mazEF 系统被移除的细胞中，发现了更高水平的 mRNA Rec A。并且 RecA 和 mazEF 系统都被移除的细胞不太可能死亡。即使 DNA 受到损伤，两种死亡通路都被移除的细胞存活的时间也更长。
尽管这种机制非常有趣，但它仍然留下了一个悬而未决的大问题，即为什么细菌会这样做。单细胞生物有什么理由要杀死自己呢？一个可能有助于回答的观察是，mazEF 不仅会自行抑制 RecA，它还依赖于一种名为 EDF（细胞外死亡因子）的小分子。关于 EDF 令人兴奋之处在于，它不是来自细菌内部，而是一种群体感应分子，由周围相同物种的细菌产生。这表明细菌具有高度的菌落行为，一个细胞死亡的原因是因为菌落无法像人体内部一样应对疯狂的流氓细胞。
但是，如果两条通路最终都导致死亡，那么在它们之间做出选择有什么意义呢？一种建议是，如果菌落中有很多细菌，那么杀死任何开始出现基因异常的细菌更有意义，而且 RecA 不仅会杀死细菌，还会导致一定程度的 DNA 修复。如果周围有很多细菌，都在释放 EDF，那么任何 DNA 损伤较小的细胞都会悄悄地自杀。如果周围的细胞较少，那么 RecA 将发挥作用，并可能有助于产生更多的幸存者（尽管是 DNA 不完美的幸存者），这将在菌落数量较低时成为优先事项。
DNA 可能是“自私的”，但细胞的涌现行为有时会变得非常利他！
---
参考文献 1（本文对细菌细胞可以自杀的所有方式进行了大量讨论）：Lewis, K. (2000). Programmed Death in Bacteria Microbiology and Molecular Biology Reviews, 64 (3), 503-514 DOI: 10.1128/MMBR.64.3.503-514.2000
参考文献 2：Robinson, R. (2012). In E. coli, Interrupting One Death Pathway Leads You Down Another PLoS Biology, 10 (3) DOI: 10.1371/journal.pbio.1001278