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细菌纳米管是在相邻细胞之间介导分子交换的广泛存在的细胞间膜性桥梁，然而其形成与动态过程仍在很大程度上未被探索。通过结合活细胞成像与原位冷冻电子断层扫描，我们描述了革兰氏阳性菌枯草芽孢杆菌中纳米管的生物发生过程。纳米管形成复杂且高度动态的网络，延伸中的纳米管表现出朝向邻近细胞的多方向运动，并反复扫描其表面。最终，纳米管穿透受体细胞壁，从而建立细胞间桥梁。引人注目的是，纳米管在毫秒时间尺度内从富含脂质的位点产生，这些位点代表一种此前未被识别的膜性细胞器，称为管体（tubeosome），其位于细胞壁下方一种不同寻常的拟周质空间中。我们提出证据表明，管体由原始纳米管储库组成，这些储库通过展开来投射纳米管。我们的研究揭示了管体作为一种新型细菌细胞器的存在，并首次实现了对细胞间桥梁形成的实时可视化。鉴于连接性纳米管广泛存在于细菌、古菌和真核生物中，这一机制可能反映了一种在细胞通信中被广泛保守的策略。
sigalb{at}ekmd.huji.ac.il
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摘要
细菌纳米管是广泛存在的细胞间膜性桥梁，介导相邻细胞之间的分子交换，然而其形成与动态过程迄今仍在很大程度上未被探索。通过结合活细胞成像与原位冷冻电子断层成像，我们描述了革兰氏阳性菌枯草芽孢杆菌中纳米管的生物发生过程。纳米管形成复杂且高度动态的网络，处于延伸状态的纳米管表现出朝向附近细胞的多方向运动，并反复扫描其表面。最终，纳米管穿透受体细胞壁，从而建立细胞间桥梁。值得注意的是，纳米管在毫秒内从富脂位点中产生，这些位点代表一种此前未被识别的膜性细胞器，我们将其命名为 tubeosome，其位于细胞壁下方一个异常的拟周质空间中。我们提供证据表明，tubeosome 由原始纳米管储库组成，这些储库展开后可伸出纳米管。持有人为作者/资助方，其已授权 bioRxiv 永久展示该预印本。
本作品依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议 公开提供。
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发布于 2026 年 7 月 27 日。
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细菌纳米管从 tubeosome 细胞器延伸以建立细胞间桥梁
Manas Kumar Guria， Tengfei Zhong， Amit K. Baidya， Malgorzata Zuzanna Zora， Ritesh Ranjan Pal， Venkadesaperumal Gopu， Saurabh Bhattacharya， Oren Yakovian， Miriam Ravins， Debnath Ghosal， Grant J Jensen， Ilan Rosenshine， Mohammed Kaplan， Sigal Ben-Yehuda
bioRxiv 2026.07.27.740770； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.27.740770
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细菌纳米管从 tubeosome 细胞器延伸以建立细胞间桥梁
Manas Kumar Guria， Tengfei Zhong， Amit K. Baidya， Malgorzata Zuzanna Zora， Ritesh Ranjan Pal， Venkadesaperumal Gopu， Saurabh Bhattacharya， Oren Yakovian， Miriam Ravins， Debnath Ghosal， Grant J Jensen， Ilan Rosenshine， Mohammed Kaplan， Sigal Ben-Yehuda
bioRxiv 2026.07.27.740770； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.27.740770
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.27.740770v1?rss=1
🏷️ 细菌纳米管 细胞间桥梁 枯草芽孢杆菌 管体器官 活细胞成像 冷冻电子断层扫描