de mechanistische of moleculaire oorsprong van bacteriële beeldverhouding controle is al meer dan vier decennia een onopgelost probleem gebleven (zie bv. Zaritsky,2015; Zaritsky, 1975). In ons manuscript leveren we het eerste biofysische model voor aspect-ratio homeostase in staafachtige bacteriën en verhelderen we het onderliggende moleculaire mechanisme dat toekomstige experimentele studies zal informeren., Onze bevindingen duwen het gebied van ‘bacteriële celgrootte controle’ naar een nieuwe richting, die tot nu toe gericht is op de individuele controle van celvolume, lengte of breedte, veronachtzamen hoe bacteriële lengte en breedte worden gekoppeld aan staaf-achtige cel vormen te geven.
om ons model te ondersteunen, verzamelden we een groot aantal gegevens over de vorm van cellen (~5000 omstandigheden) van veel verschillende laboratoria, die inderdaad bevestigen dat de beeldverhouding behouden blijft in E. coli (en 7 andere organismen) onder veel verschillende verstoringen van de groeiomstandigheden (figuur 1)., Belangrijk is dat Ons model ook voorspelt onder welke omstandigheden E. coli cellen kunnen afwijken van hun homeostatische beeldverhouding van 4:1, en we testten onze kwantitatieve voorspellingen voor filamenteuze en sferische celformaten tegen experimentele gegevens (Figuur 2). Daarom gaat ons proefschrift niet alleen over het behoud van 4:1 aspect ratio in E. coli, maar meer in het algemeen over de controle van bacteriële celformulieren onder veel verschillende verstoringen.
uit de commentaren van de recensent blijkt dat de belangrijkste problemen met ons manuscript liggen in de presentatie van de resultaten (bijv., claim van ‘universaliteit’), en zorgen over de nieuwheid van ons model in de context van eerdere studies. Dit is deels te wijten aan gebrekkige communicatie van onze kant. Na zorgvuldig te hebben gelezen en nagedacht over de commentaren van de recensent, zijn wij van mening dat een verbetering in de presentatie van onze resultaten, een grotere duidelijkheid van het schrijven en een uitgebreide beschrijving van het model alle commentaren van de recensent grondig en volledig zal behandelen.
Reviewer # 1:
dit manuscript compileert gegevens over de lengte, breedte en groeisnelheid van E., coli onder een aantal experimentele verstoringen, zoals veranderingen in groeimedium, incubatie in antibiotica, geremde eiwitsynthese, enz. en laat zien dat de oppervlakte-volumeverhouding sterk wordt behouden. Dit resultaat is consistent met recent werk van Julie Theriot ‘ s groep (Geciteerd in Harris and Theriot, 2016; 2018). In dit manuscript voegen de auteurs ook gegevens toe van andere staafvormige bacteriën die vergelijkbaar gedrag vertonen (figuur 1G)., De auteurs gebruiken dit resultaat Om een model voor beeldverhouding regulering te ontwikkelen dat gebaseerd is op exponentiële groei van de bacteriële lengte bij vaste breedte, FtsZ productie bij een snelheid evenredig aan de volumegroeisnelheid (die door aan te nemen constante breedte ook veronderstelt dat de FtsZ productie proportioneel is aan de lengtegroeisnelheid), en verdeling die plaatsvindt wanneer FtsZ productie een kritische waarde bereikt die evenredig is aan de breedte. Dit model voorspelt een constante beeldverhouding en de auteurs gaan dan verder met het voorspellen van de dynamiek onder impulstype verstoringen.,
wij waarderen de beknopte samenvatting van ons werk. Hoewel onze bevindingen consistent zijn met een recent model voorgesteld door Julie Theriot ‘ s groep, is het belangrijk om het belangrijkste verschil op te merken: Harris en Theriot toonden aan dat staafvormige bacteriën (E. coli, C. crescentus) een homeostatische oppervlakte-volume verhouding (S/V) handhaven op een groei-snelheid afhankelijke manier. Hier ontdekken we een veel sterkere geometrische beperking dat bacteriën (vooral E. coli) de relatie S=yV2/3 (met een constante γ) behouden, onafhankelijk van de groeisnelheid., Bovendien leidt het Harris-en Theriot-model niet tot aspect ratio-controle, zoals uiteengezet in reactie op een opmerking van Reviewer #2.
Ik heb twee belangrijke zorgen met het manuscript.
ten eerste is de enige nieuwigheid van het model de aanname dat er een kritische hoeveelheid FtsZ nodig is om de cel te delen en dat dit afhankelijk is van de breedte. Ik denk dat dit een redelijke aanname is, maar ik denk ook dat de algemene resultaten vrij duidelijk zijn. Dat wil zeggen, het is niet duidelijk dat het model een aanzienlijke vooruitgang in ons begrip biedt.,
Ons model en analyse breiden de huidige staat van begrip op vele manieren uit:
– Wij leveren het eerste biofysische model voor aspect ratio controle in bacteriën en identificeren de moleculaire oorsprong. Wij ondersteunen Ons model met grote populatie metingen (~5011 groeicondities in E. coli, 50 verschillende bacteriesoorten) en eencellige metingen in moeder machine (n~80.000). Waarom E. coli cellen een constante beeldverhouding handhaven is al meer dan een halve eeuw onduidelijk (Zaritsky, 1975; Zaritsky, 2015), zonder voorafgaand bestaand model.,
– het model voor aspect ratio homeostase biedt een conceptuele sprong op het gebied van bacteriële celgrootte controle, door aan te tonen dat toegevoegde cellengte voor staafachtige cellen gekoppeld is aan hun diameter. Eerdere fenomenologische modellen behandeld cel lengte en diameter als onafhankelijke controle variabelen (Taheri-Araghi et al., 2015, Harris en Theriot, 2016).
– we denken dat het niet voor de hand ligt dat E. coli cellen hun beeldverhouding behouden onder veelvoudige verstoringen van de voedingsomstandigheden, ribosomen, eiwitoverexpressie of deletie (figuur 1A)., Ons model identificeert niet alleen dat het behoud van aspect ratio voortkomt uit een evenwichtige biosynthese van groei-en delingseiwitten (K/KP constante), maar voorspelt ook onder welke verstoringen cellen kunnen afwijken van hun homeostatische aspect ratio van 4:1 (Figuur 4). We bieden een kwantitatief, experimenteel testbaar model voor celvormcontrole dat verder gaat dan alleen de regulatie van FtsZ kinetica.,
Dat gezegd hebbende, is er ook een klein probleem met het model, in die zin dat we zouden verwachten dat de bindingssnelheid van FtsZ afhangt van de oppervlakte-volumeverhouding (wat niet uitmaakt, omdat de auteurs uiteindelijk veronderstellingen maken dat de snelheid waarmee de ring wordt gebouwd gelijk is aan de eiwitproductie).
Het is onduidelijk waarom de FtsZ-bindingssnelheid moet afhangen van S/V.de snelheidsvergelijkingen worden geformuleerd in termen van de hoeveelheid aan het oppervlak gebonden en cytoplasmatische FtsZ, en niet hun concentraties., Als alleen het tarief vergelijkingen werden geformuleerd in termen van de concentratie van cytoplasmatische (c) en oppervlakte-gebonden eiwitten (cr), dan is de toename in oppervlakte gebonden concentratie van FtsZ zou natuurlijk afhangen van S/V.
dcrdt=kcr+kbVSc-kdcr
ten Tweede, als we veranderingen in FtsZ bindende tarief met S/V, onze simulaties laten zien dat dit verwaarloosbaar effect hebben op de aspect ratio. Voor staafvormige cellen, S / V ~1 / w in de eerste benadering, waarbij w de celbreedte is. Aangezien de breedte van één celcyclus niet verandert, blijft S / V ongeveer constant (nieuwe figuur 4—figuur supplement 1A)., Als de breedte van de bacterie verandert als gevolg van veranderingen in de groeiomstandigheden, kan de totale bindingssnelheid worden beïnvloed door (S/V) aangezien het oppervlak van de Z-ring = δw ~δ/(S/V), waarbij δ de zijdelingse breedte van de FtsZ-ring is. E. coli breedte veranderingen in verschillende groeiomstandigheden van ongeveer 0,5 tot 1 µm (Taheri-Araghi et al., 2015), zodat S/V kan veranderen met een maximum factor 2. Om het effect van veranderingen in bindende snelheid aan te pakken, simuleerden we ons dynamisch model door de verhouding kb/kd over 4 orde van grootte te veranderen., De figuur in Figuur 4-figuur supplement 1B toont de afhankelijkheid van cellulaire pasgeboren beeldverhouding (n = 10000, tijdens steady-state groei) op kb/kd. In de limiet kb>>kd, beeldverhouding~4 zoals verwacht. Echter, de factor 2 verandering, zelfs voor de grenslijn geval van kb / kd = 10, heeft verwaarloosbare invloed op cel aspect ratio.
echter, zoals opgemerkt door de beoordelaar, het percentage van FtsZ werving aan de Z-ring (~10s, Soderstrom et al., Nat Commun 2018) is veel sneller dan de groei., Als gevolg hiervan wordt de snelheid waarmee de ring wordt gebouwd bepaald door de productiesnelheid van FtsZ in het cytoplasma.
merk ook op dat er een typefout is in de vergelijking fordPrdt, waarbij kd beide percentages vermenigvuldigt.
We corrigeerden de typo in het manuscript en danken de recensent dat hij hierop heeft gewezen.
ten tweede, en belangrijker, is dat hoewel de resultaten goed overeenkomen met de gegevens, er een aantal aspecten van de presentatie zijn die misleidend zijn. De titel beweert dat de hier gepresenteerde resultaten/model universeel zijn., In Figuur 1G, selecteren de auteurs 7 bacteriën om te beweren dat de schaling van SA = 2 π V (2/3) alomtegenwoordig is onder bacteriën. Zoals opgemerkt, suggereert dit ook dat een beeldverhouding van ~4 de regel is voor staafvormige bacteriën. Dit is niet waar. Als voorbeeld, myxococcus xanthus heeft een aspect ratio rond 7-8 en spirocheten hebben aspect ratio ‘ s van ~30! Nog belangrijker is dat afzonderlijke soorten niet altijd dezelfde beeldverhouding hebben. In B. subtilis kan de beeldverhouding variëren tussen ten minste 3,8 – 8 (zie Ilkanaiv et al., 2017). Daarom kan dit model van toepassing zijn op E., coli (en mogelijk enkele andere bacteriën), maar het is niet universeel.
onze excuses voor het misverstand, dat kan zijn veroorzaakt door een gebrek aan duidelijkheid in onze presentatie. In onze oorspronkelijke submission beweerden we niet dat de 4:1 beeldverhouding, of equivalent S = 2nV 2/3, universeel is. In plaats daarvan vonden we dat een’ universele ‘ schaalwet S=yV2/3 bewaard wordt onder staafvormige of coccoide bacteriesoorten, wat impliceert dat een vaste beeldverhouding behouden blijft (figuur 1A en E, dataset uitgebreid)., Het is inderdaad mogelijk dat verschillende bacteriën verschillende waarden voor γ hebben. Bijvoorbeeld, in Figuur 1E (voorheen 1G) laten we zien dat de coccoïde S. aureus onder verschillende verstoringen de relatie s = 4.92 v 2/3 behouden, wat inhoudt dat dezelfde schaalfactor (2/3) behouden blijft met behoud van een andere beeldverhouding (1.38 +/- 0.18). In dezelfde figuur (1E) tonen we nu gegevens voor in totaal 48 verschillende staafvormige bacteriën, en 1 staafvormige Archaea (H. vulcanii), die allemaal opvallend de kromme S = 2nV2/3 volgen.,
verder voorspelt Ons model ook hoe de beeldverhouding en celbreedte kunnen worden gewijzigd door (k/kp) en (k/β) te veranderen, wat leidt tot filamenteuze of sferische cellen, in overeenstemming met de beschikbare experimentele gegevens. In Figuur 4 (voorheen Figuur 2) Laten we zien dat ons model inderdaad de verdeling voorspelt van de 4:1 beeldverhouding in E. coli onder FtsZ of MreB verstoringen.
de beoordelaar heeft echter een uitstekend punt gemaakt dat lange filamenteuze cellen, zoals spirocheten, niet noodzakelijk hun beeldverhouding behouden., In Figuur 1E nemen we nu ook de gegevens voor spirocheten op, als een van de uitzonderingen op de regel S=yV2/3. Daarom hebben we de term ‘universeel’ uit de titel en het Abstract van ons artikel verwijderd. Het feit, echter, blijft dat E. coli Opmerkelijk behouden hun aspect ratio ‘ s Onder diverse grootte verstoringen verspreid over twee ordes van grootte (figuur 1A), en zo doen 50 andere celtypes (figuur 1E).
gemotiveerd door de opmerkingen van recensenten 1 en 2, nemen we nu een schema op in Figuur 1D om de verwachte schaling relaties voor verschillende bacteriële vormen te illustreren., Filamenteuze cellen (Helicobacter, Spiroplasma, Spirochetes, Myxobacter) zouden waarschijnlijk de relatie SµV volgen, terwijl coccoide of de staafvormige cellen de schaalwet volgen: SµV2/3.
Reviewer #2:
in deze studie wilden de auteurs de grootte en vorm van een breed scala van ‘staafvormige’ cellen bestuderen door beeldgegevens te verzamelen van ten minste zeven verschillende soorten en duizenden tot totale condities (genotype x nutriënten x antibiotica)., In al deze omstandigheden vinden de auteurs een eenvoudige schaalwet naar de oppervlakte/volumeverhouding, namelijk een schaal die de beeldverhouding van de cel op ruwweg 4:1 behoudt. Gezien deze observatie, bouwen ze een eenvoudig, mechanistisch geïnspireerd, kwantitatief model voor de groei van de cel. Met behulp van dit model, zijn ze in staat om drie parameters (k, KP, β) af te stemmen op een verzameling van genetische knockdown en antibiotische behandelingsexperimenten.,
begrijpen hoe celgrootte en vorm homeostase in het hele bacteriële Koninkrijk wordt gehandhaafd is een zeer interessant en belangrijk probleem en deze auteurs moeten worden geprezen voor het feit dat zij de Gemeenschap ertoe hebben aangezet te overwegen dat deze mechanismen over een breed fylogenetisch bereik behouden kunnen blijven. Echter, gezien de uitgebreide hoeveelheid literatuur die al beschikbaar is over celgrootte/vorm homeostase, en, in het bijzonder de recensie genoemd door de auteurs door Harris en Theriot, is de wetenschappelijke lat voor productieve betrokkenheid op dit onderwerp al vrij hoog., Een groot deel van de intellectuele drijfveer voor dit werk lijkt direct te volgen uit de hypothese van Harris en Theriot dat “hoewel veel studies volume hebben behandeld als de actief gecontroleerde parameter in dit scenario, ons recente werk suggereert dat het waarschijnlijk andersom is, en dat SA/V De actief gereguleerde variabele is, met de grootte mee als nodig .”Het huidige werk is gericht op het uitbreiden of bieden van alternatieven voor de mechanistische modellen gepresenteerd in Harris en Theriot en het integreren van aanvullende gegevens in andere soorten., Echter, gezien het feit dat het idee van SA/V scaling conservation niet nieuw is, zou een beroep op een breed publiek zoals dat van eLife experimentele validatie van hun mechanistische model vereisen.
naast de kernpunten rond de nieuwheid van de centrale hypothese en de validiteit van het mechanistische model, zijn er een paar kwesties die de auteurs zouden kunnen overwegen:
wij danken de recensent voor het samenvatten van de belangrijkste aspecten van ons werk en het erkennen van het belang van het studiegebied. Hieronder behandelen we enkele van de belangrijkste opmerkingen hierboven., “uitgebreide literatuur al beschikbaar over celgrootte / vorm homeostase” – er is veel werk gedaan in de afgelopen vijf jaar op het ontwikkelen van fenomenologische modellen voor celgrootte controle. Fenomenologische modellen voor de homeostase van bacteriële celvorm worden behandeld de controle van cellengte afzonderlijk van de controle van celbreedte in staafvormige bacteriën. We bieden een moleculair model om voor het eerst aan te tonen dat bacteriële celdimensies worden gekoppeld om de beeldverhouding te behouden, waardoor het veld van celgrootte en vorm homeostase wordt gekoppeld.,”Much of the intellectual driving force for this work seems to follow directly from the hypothesis from Harris and Theriot” – Ons model trekt bewijsmateriaal uit meerdere recente experimentele studies, terwijl de Harris and Theriot (HT) hypothese in twijfel wordt getrokken. Het is belangrijk om de belangrijkste verschillen tussen de twee modellen te herkennen. HT-model leidt niet tot behoud van s-to-V-schaling of beeldverhouding, in plaats daarvan leidt het tot een model voor de controle van celbreedte (Eq. 3)., HT-model leidt af dat de S/V-verhouding een functie is van groeimedia, zodat cellen een nieuwe homeostatische waarde van S / V bereiken bij verstoringen in de groeisnelheid. Hier in plaats daarvan stellen we een veel sterkere beperking voor dat cellen de schaalverhouding behouden, S = µV 2/3 (μ a constant) onder diverse groeiverstoringen (~5000 omstandigheden) over ~50 verschillende bacteriesoorten. Verder is HT-model agnostisch over moleculaire mechanismen. Hier bieden we een expliciete moleculaire kandidaat (FtsZ) voor bacteriële vorm controle, in overeenstemming met spannende nieuwe bewijs van Si et al., 2019., Samen integreert Ons model het adder-model voor de homeostase van de celgrootte met de regulering van de S / V-ratio en FtsZ, waardoor een integratief kader wordt geboden dat met succes bacteriële vormcontrole voorspelt met slechts drie fysiologische parameters.
” the idea of SA / V scaling conservation is not new – – We zijn niet op de hoogte van andere studies die conservation of the scaling relation s = µV 2/3 across growth conditions voorstellen, noch een model voor., Anderen hebben alleen bewijs getoond voor de regulering van de oppervlakte-volumeverhouding door groeisnelheid, wat een natuurlijk gevolg is van ons model (figuur 1C).
“een beroep doen op een breed publiek zoals dat van eLife zou experimentele validatie van hun mechanistische model vereisen” – Ons model is stevig gegrondvest op experimentele gegevens (Zie figuren 1-4), en we vergelijken onze modelvoorspellingen uitgebreid met experimentele gegevens, door het hele manuscript heen., Omdat we geen experimenteel lab zijn, hebben we gegevens verzameld van een aantal verschillende laboratoria om aan te tonen dat ons model consistent is met alle beschikbare celvormgegevens over ~50 bacteriesoorten en ~5000 groeiomstandigheden voor E. coli. We zijn zeker blij met suggesties om ons model verder te testen.,
belangrijke punten:
1) de auteurs moeten duidelijk uitleggen hoe hun mechanistische model contrasteert met het celwandgericht model dat door Harris en Theriot wordt voorgesteld en moeten ernaar streven experimenten met voorspelde resultaten voor te stellen die een peptidoglycaancentrisch model zouden onderscheiden van een FtsZ-centrisch model. Als de gegevens al bestaan om een van hen uit te sluiten, moet dit duidelijk worden weergegeven.,
wij zijn het met de recensent eens dat een duidelijkere discussie over het contrast tussen Ons model en dat van Harris/Theriot in het manuscript moet worden gearticuleerd. In het herziene manuscript hebben we de discussie uitgebreid om de belangrijkste verschillen tussen deze twee modellen te benadrukken.de belangrijkste vergelijking is dat Harris en Theriot een homeostatische regeling van S/V voorstellen op een groeiafhankelijke manier. Terwijl we een veel sterkere geometrische beperking voorstellen dat de schaalverhouding s = µV 2/3 wordt behouden onafhankelijk van de groeisnelheid., Dit resultaat is echter niet in tegenspraak met het model van Harris/Theriot.
ten tweede stelden Harris en Theriot een model voor waarbij cellen zich delen zodra een drempelhoeveelheid overtollig materiaal, ΔA, in de cel is geaccumuleerd. Uit dit model volgt dat ΔA = ΔV (β/k – 2/r) = constant, waarbij r de celstraal van de dwarsdoorsnede is. Dit op zijn beurt 1, wat in tegenspraak is met experimentele gegevens (figuur 1).,
ten derde kunnen we inderdaad verschillende experimentele tests voor ons model voorstellen, zoals benadrukt in het herziene manuscript:
– Ons model zou voorspellen dat FtsZ overexpressie leidt tot minicellen terwijl FtsZ-verwijdering langwerpige fenotypen zou veroorzaken (figuur 4A). Deze voorspellingen komen overeen met gegevens van Potluri et al., 1999, and Zheng et al., 2016.
– oscillaties in FtsZ-bedrag zouden leiden tot oscillaties van de celgrootte, in overeenstemming met nieuwe gegevens van Si et al., 2019.
– totale abundantie van FtsZ-schalen met celdiameter, in overeenstemming met gegevens van Shi et al., 2017.,
– we voorspellen verder dat FtsZ knockdown het behoud van de beeldverhouding zou verbreken, terwijl het richten op celwandprecursoren de groeisnelheid zou veranderen, maar de beeldverhouding of de schaalverhouding S = µV 2/3 niet zou veranderen. Figuur 4-figuur supplement 1C toont oppervlakte-tot-volume scaling voor E. coli cellen behandeld met fosfomycine die gericht zijn op MurA (invloed celwand biogenese) en FtsZ depletie. We vinden dat met fosfomycine behandelde cellen de S~V2/3-schaling behouden, terwijl FtsZ-depletie de S~V2/3-schaling verbreekt., Dit is een duidelijk contrast tussen de rol van celwandprecursoren en FtsZ op celvormcontrole, wat impliceert dat een op celwandprecursor gebaseerd model alleen niet voldoende is om vormveranderingen te verklaren.
als voorbeeld tonen de auteurs aan dat het afstemmen van één parameter (kp) consistent is met de experimentele notie van het neerhalen van de productie van FtsZ. Zij laten echter niet zien of er kwantitatieve overeenstemming is tussen de productie van FtsZ en de hoeveelheid die zij verwachten te moeten veranderen in kp (40%).,
Ons model voorspelt dat een verlaging van de FtsZ-productie tot 40% van het WT leidt tot waargenomen fenotype in Zheng et al., 2016. Dit komt overeen met een reductie van relatieve mRNA tot ~ 40% overeenkomend met toevoeging van 3 ng/ml aTc (figuur 2B van de Zheng et al.). We reageren hierop in ons manuscript en bedanken de recensent voor het wijzen op dit.,
2) het gebruik van ‘universal’ in de titel van het papier oversells beduidend van de breedte van de soorten opgenomen in de waarnemingen en een macht wet beschrijven gegevens die ongeveer een orde van grootte. Hoewel de auteurs een grote verzameling gegevens bevatten, is de verzameling verre van volledig voor alle beschikbare gegevens over grootte/vorm en geven de auteurs niet duidelijk aan waarom zij zich beperkten tot de gegevens die zij deden., Een snel literatuuronderzoek onthult anekdotisch bewijs van bacteriële groottes die veel kleiner zijn dan een micron zoals Brevundimonas (PDA J Pharm Sci Technol. 2002 Mrt-Apr; 56 (2):99-108.) tot bijna een millimeter lang Epulopiscium (J. Protozoal., 35 (4), 1988, blz. 565-569). Toegegeven, deze publicaties hebben misschien niet dezelfde soort gegevens die nodig zijn om het direct in hun model te integreren, maar voor een bespreking van de ‘universele schaal’, moeten de auteurs zich inspannen om een zo groot mogelijke lengte-schaal te bestrijken., Wanneer het kiezen van een reeks species voor opname in deze studie, lijkt het alsof de microbiologiegemeenschap reeds een aspect ratio van ongeveer 4:1 in zijn definitie van staafvormige bacteriën kan hebben gekozen. Bijvoorbeeld, worden de cellen die een veel kortere aspectverhouding hebben gegeven de term eivorm of lancet (Streptococcus pneumoniae) of sferisch (goudhoudende Staphylococcus hier inbegrepen) en degenen die veel langer zijn worden filamentous genoemd (Sphaerotilus natans)., Verwarrend genoeg omvatten deze auteurs geen soorten die traditioneel geclassificeerd zijn als staafvormige cellen met een langere beeldverhouding zoals (Helicobacter, Spiroplasma, Spirochetes, Myxobacter).
We behandelen dit punt als antwoord op de Eerste reviewer. Beide reviewers hebben een relevant punt dat lange filamenteuze cellen, zoals spirocheten, niet noodzakelijkerwijs hun aspect ratio ‘ s te behouden. In Figuur 1E nemen we nu beschikbare vormgegevens voor spirocheten op, als een van de uitzonderingen op de regel S=yV 2/3., Daarom hebben we de term ‘universeel’ uit de titel en het Abstract van ons artikel verwijderd. Het feit, echter, blijft dat staafvormige bacteriën (E. coli) Opmerkelijk behouden hun aspect ratio ‘ s Onder diverse grootte verstoringen verspreid over twee ordes van grootte (figuur 1A).
in Figuur 1E hebben we de dataset nu uitgebreid tot twee ordes van grootte door er 49 verschillende staafvormige bacteriesoorten en 1 staafvormige Archea in op te nemen. Ze liggen allemaal op de kromme S = yV 2/3, wat onze voorspellingen bevestigt. Daarnaast hebben we ook de E., coli dataset door 30 meer voedingsstoffen groei voorwaarden (Gray et al., 2019), ter bevestiging van onze eerste verklaring van aspect-ratio homeostase.
We zijn de recensent dankbaar voor het verstrekken van de papers die melding maken van een drastisch volumebereik in bacteriën van 2 ordes van grootte. Bacteriën die we opnemen in Figuur 1E zijn degenen die bekend zijn delen met behulp van FtsZ machines tijdens binaire splitsing. Dit is om consistent te blijven met ons model dat is gebaseerd op FtsZ-regelgeving. Om deze reden hebben we Epulopiscium niet in onze Analyse opgenomen., We hebben ook geen Sphaerotilus natans in onze grafiek opgenomen omdat we er geen goede vormmetingen voor konden vinden. In lijn met de opmerkingen van de recensent hebben we nu langere filamenteuze cellen opgenomen in Figuur 1E. we hebben ook een nieuwe cartoon geïntroduceerd in Figuur 1D die laat zien hoe lang filamenteuze cellen die hun breedte constant houden, een andere schaalwet zouden hebben S~V.
3) Ik ben er niet helemaal van overtuigd dat de universele schaal van toepassing is binnen de eencellige gegevens (figuur 1D)., Door het plotten van de eencellige gegevens uit een verscheidenheid van experimenten, lijkt het bereik van de gegevens een grotere prioriteit op de gemiddelden te zetten. Echter, binnen elke voorwaarde lijkt er duidelijke afwijkingen van de ‘single aspect ratio’, in overeenstemming met het eencellige groeimodel van de auteur dat cellen groeien zonder hun diameter te veranderen alvorens te delen. Dit zou moeten resulteren in een ongeveer factor twee verandering in beeldverhouding van geboorte tot deling. Ik denk dat de auteurs daar in de vierde alinea van de inleiding naar verwijzen, maar dat zij daar dieper op moeten ingaan.,
in onze oorspronkelijke aanvraag hadden we al in detail de afwijking van 2/3 schaling in de eencellige gegevens onderzocht (Figuur 2-Figuur supplement 1A—B). De belangrijkste reden voor de afwijking van 2/3 scaling komt van grote schommelingen in de pasgeborene lengte voor een bepaalde breedte van bacteriën. Met ons model kunnen we de afwijking van de universele schaling kwantitatief verklaren door experimenteel gemeten fluctuaties in celbreedte en-lengte op te nemen, in overeenstemming met experimentele gegevens., We hebben nu geprobeerd dit beter uit te leggen in het manuscript en in het bijschrift.
4) Ik begrijp figuur 2B helemaal niet. In het bijzonder, het verzamelen van de gegevens die Ik heb kunnen vinden in Taheri-Araghi et al., 2015, wordt geboord door de grootte van cellen bij de geboorte, niet de individuele celgroei tarief. Verder beschrijven de auteurs niet hoe ze uitgaan van de gegevens in Taheri-Araghi et al., 2015, aan de gegevens in Figuur 2B, maar het zou kunnen zijn dat zij de ruwe gegevens van de auteurs verkregen en een nieuw type analyse uitvoerden., Zo ja, dan moet een beschrijving van dit proces worden opgenomen.
we werden vriendelijk voorzien van de ruwe gegevens voor eencellige breedte en lengte bij verschillende groeisnelheden (condities) door het Suckjoon Jun lab. We hebben de gegevens opnieuw geanalyseerd, de nodige gegevens verzameld en geanalyseerd. We hebben dit duidelijk vermeld in de bijlage en in elk cijfer bijschrift.
5) Ik weet niet waarom de mreb-en FtsZ-neerslaggegevens van Si et al. is opgenomen in de bulk figuur 1A gegevens, maar de mreb en FtsZ knockdown gegevens van Zheng et al., wordt behandeld als een volledig apart experiment. Als de benadering die deze twee studies gebruikten verschillend was, kan het nuttig zijn om uit te leggen waarom sommige gegevens op één plaats zijn opgenomen en andere niet.
voor consistentie plotten we nu de mreb-en FtsZ-neerslaggegevens van Si et al. in Figuur 4B. de neerslaggegevens van Si et al. bestrijken een klein dynamisch bereik, zodat het moeilijk is om een duidelijke trend te halen uit deze gegevens alleen. Dit is vermoedelijk omdat cellen in die knockdown experimenten werden gekweekt in langzame groeimedia (MOPS glucose + 6 a. a., met groeisnelheid ~0.,75 h-1) en kleine verstoringen, terwijl de gegevens van Zheng et al. die tonen drastische cel vormveranderingen (figuur 4B) worden verkregen uit experimenten op rijke media (RDM + glucose, met groeisnelheid 1.6 h-1) en grote verstoringen. De trend in Si et al. lijkt overeen te komen met die in Zheng et al.
https://doi.org/10.7554/eLife.47033.015
Geef een reactie