當微生物吸收營養並生長時，它們會將許多代謝物洩漏到環境中。不僅細胞生長不需要的毒物和垃圾被洩漏出來，細胞生長所必需的代謝物也被洩漏出來。這似乎對細胞來說是一個缺點，但尚不清楚為什麼細胞沒有進化來防止必需代謝物的洩漏。

　研究小組將細胞的狀態表示為一組內部化學成分的濃度，並製定了一個動態系統模型，其中由於與化學反應相關的濃度稀釋、化學成分的洩漏和體積增長，該狀態隨時間變化。 。透過電腦模擬化學成分洩漏對穩態細胞生長速率的影響。

　研究人員發現，當細胞內的化學反應網絡涉及催化等多體反應時，即使某些代謝物對細胞生長至關重要，它們的洩漏也會提高生長速度。此外，“多體反應的通量控制”，其中一種反應物的洩漏相對增加了其他化學反應的速率，以及“增長與稀釋之間的平衡”，涉及化學反應和濃度之間的平衡與生物質生產相關的稀釋。我們已經闡明了兩種提高成長率的機制，稱為「控制」。

　由於洩漏的必需代謝物對其他細胞類型有用，因此這項研究將有助於闡明許多細胞類型之間洩漏代謝物的交換以及微生物生態系統多樣性和共生的起源。此外，透過代謝物滲漏促進生長的機制是由於細胞等生長系統的一般特性，預計將廣泛適用於生命系統和社會系統。

論文信息：[物理評論快報細胞必需代謝物洩漏的優點