カウロバクター・クレセンタス
個々の合成反応の平均時間は、染色体を複製するのにかかった合計時間の平均から推定することができる、各反応の実際の反応時間は分散が大きく、平均から大きくずれていることがある。このことは、染色体の複製の完了にかかる時間には細胞間で変動があることを意味している。同様に、すべてのサブシステム反応カスケードの進行速度についても、反応速度のランダムな変動がある。そのため、一連の細胞周期を完了するのにかかる時間は、仮に細胞集団がすべて同じ環境条件下で成長している場合であっても、集団内でばらつきが発生してしまう。細胞周期調節には、各細胞の調節サブシステムレベルで、このような細胞間のばらつきを抑え、細胞周期のイベント進行度を一致させるように、細胞周期エンジンの進行をコントロールするようなフィードバックをさせるシグナルが含まれている。このように、複雑な細胞周期システムを駆動するコントローラー(セルサイクルエンジン)を備え、制御システムからのフィードバック信号による変調を備えたこの制御システム構成は、閉ループ制御システムを構成しているといえる。
細胞周期の進行速度は、環境条件(たとえば、栄養素の濃度や酸素濃度など)や細胞内部の状態(たとえばDNA損傷の有無など)を監視するような細胞センサーから生じるシグナルによっても影響を受ける。
カウロバクター・クレセンタスは、細胞体からの管状が延長した茎構造を有する細菌群のメンバーである。ただし、茎の位置は、近縁種の細胞体の極でも必ず保存されているわけではない。具体的には、近縁属であるAsticcacaulisでは、茎の位置や数が変わる可能性が報告されている。カウロバクター・クレセンタスではSpmXというタンパク質が極に偏在しているが、これがAsticcacaulis種において茎の位置を操作していると考えられている。おそらく、それは、カウロバクター・クレセンタスでは400程度のアミノ酸からなるタンパク質が、アスティカカウリス種では800以上ものアミノ酸を持つタンパク質へと巨大化し、そのことによって機能を獲得したのではないかと考えられている。
カウロバクターは細胞周期、非対称細胞分裂、および細胞分化の調節を研究するための重要なモデル生物である。カウロバクターの娘細胞には、2つの非常に異なる形態がある。片方の娘細胞は走化性を持ち、水泳運動を可能にするように細胞極の片方に一つのん毛を持っている、可動性のスウォーマー(遊泳)細胞である。一方、ストーカー(茎)細胞と呼ばれるもう1つの娘細胞は、一方の極から突き出た管状の軸構造を持ち、その端に粘着性の固定材料があり、ストーカー細胞が物質表面に接着できるようになっている。スウォーマー細胞は、短時間の運動性を発現した後に、ストーカー細胞へと分化する。染色体の複製と細胞分裂は、ストーカー細胞の段階でのみ発生する。クレセンタスという名称は、クレセンチンというタンパク質によって引き起こされる、その三日月形の形状に由来する。C. crescentusは、貧栄養の水生環境に生息している。低レベルの栄養素で繁栄するこの系統が持つ能力は、その二形性の発達サイクルによって促進されている。スウォーマー細胞は、単極から突き出たべん毛を持っており、ストーカー細胞に分化しない限り、DNA複製を開始することはできない。分化プロセスには、べん毛の放出と同じ極での茎の成長を特徴とする形態学的遷移が含まれます。ストーカーされた細胞は、反対の極でべん毛を成長させながら、DNAを伸長および複製し、分裂前の細胞を生じさせることができる。茎の正確な機能はまだ不明であるが、ストーカー細胞は栄養素が制限された状態での栄養素の取り込みに関与している可能性がある。発生生物学者のルーシー・シャピロが最初にモデル生物として利用した。