细菌群落利用巨大的计策举办长间隔通信

网络整理 2019-04-08 07:04

加州大学圣地亚哥分校生物科学博士后学者拉金说:“这样可以保持内部足够好,假如产生化学进攻并取出一些外部细胞,那么受掩护的内部就可以或许继承存在,整小我私家群都可以存活下来。” 。“至关重要的是,电化学信号应始终如一地通报到生物膜边沿,因为这是必需遏制发展的处所,以便社区从信号通报中得到最大好处。”

在筛选了大量细菌数据后,加州大学圣地亚哥分校的研究人员开始与普渡大学的Andrew Mugler和Xiaoling Zhai相助,后者提出渗透理论可以表明细菌群落如何从细胞流传到细胞的信号。

被称为“渗透”的理论此刻正在辅佐加利福尼亚大学圣地亚哥分校的微生物学家表明细菌群落如何可以或许有效地远间隔通报信号。曾被视为一个简朴的微生物群,已发明细菌群落 - 也称为“生物膜” - 操作离子通道举办电化学通信,辅佐社区茁壮生长并保留威胁,譬喻抗生素的化学进攻。

细菌群落利用巨大的计策举办长间隔通信

在靠近他们的新研究时,研究人员试图表明细菌群落如何可以或许流传这些电化学通信信号。与指定布局来通报称为轴突的电化学信号的神经元差异,细菌群落缺乏这种巨大的布局。这激发了一个问题,即细菌如安在社区内长间隔流传信号。

这是我们最终从一丛豆子里拿出一杯新鲜咖啡的方法。这是海洋石油钻井平台从海底下方麋集的岩层中提取石油的方法。它甚至可以辅佐表明丛林火警如何伸张。

生物膜社区居住在我们周围的各个处所,从泥土到排水管道到牙齿外貌。这些社区边沿的细胞比内部细胞更容易发展,因为它们可以得到更多营养。为了保持这种边沿增长并确保整个社区康健僻静衡,生物膜内部的“饥饿”成员向外部的成员发送电化学信号。这些信号阻止了边沿的耗损,答允营养物质通过内部细胞以制止饥饿。

在细菌群落中,信号在数百个细胞的毗连路径中从一个细胞通报到另一个细胞。利用荧光显微镜,研究人员可以或许跟踪“发射”(发射信号)的单个细胞。科学家们发明,引发细胞的比例及其在空间中的漫衍与渗透开始的理论预测完全匹配。换句话说,细菌群体中有一小部门发射细胞刚长处于没有连通性和细胞间完全连通性之间的临界点,也称为临界相变点。

“我们都熟悉我们如何通过渗透来建造咖啡,这是一个有趣的转折点,细菌好像利用沟通的观念来完成很是巨大的任务,即在细胞与细胞之间长间隔有效地通报电化学信号,”Süel说。 。

“有趣的是,这些细菌,即所谓的简朴单细胞生物,正在利用相当巨大的计策来办理这一社区层面的问题,”拉金说。“它足够巨大,我们人类正在利用它来提取石油,譬喻。”

渗透理论自20世纪50年月就已呈现,并辅佐物理学家描写信号如何通过差异组件的介质或网络传输。在咖啡机中,热水通过单独的咖啡渣渗透到玻璃水瓶中。在石油家产中,钻探者通过从渗透砂中提取石油来最大化其产量,个中基岩的多孔性足以答允油在大面积上活动。

由Joseph Larkin和加州大学圣地亚哥分校的资深作者GürolSüel率领的研究功效将于7月25日颁发在Cell Systems杂志上。

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