“流动怎么塑造细菌生物膜”

我们倾向于认为它们是世界上孤独的寄居者，但细菌实际上是非常社会性的生物。 事实上，大部分细菌通过形成生物膜生活在表面。 三维社区收容了数千至数百万种忙碌活动的细菌，科学家将其描述为细菌城市。

细菌在各种表面相互连接形成生物膜。 海洋、湖泊、河底、医疗器械，甚至是肠、肺、牙等内部器官。 后者是众所周知的牙菌斑，是牙医大量的收入来源。

简言之，生物膜是细菌的首选生活习惯。 他们变得又宽又厚，在成员微生物中形成了新的社会动态，并为它们辩护。 生物膜可能是你所知道的抗生素难以接近的。 因此，他们已经引入了很多医学研究。

但是，注意生物膜也可以提供更广泛的社会动态线索，塑造地球上物种整体的演化，如合作和竞争等。 正是这些问题推动了epfl微生物力学实验室主任alexandre persat的工作。 。

他说，地球表面约90%的细菌生命作为生物膜存在。 由于这些结构非常密集，使多个物种接近，它在社会上相互作用，促进进化。 因为，竞争和合作等社会交互的结果依赖于这些细胞的空之间的序列。 生物膜中的细胞结构和细胞组织，如混合和分离，目前尚不清楚。

在新的研究中，persat集团的博士生tamara rossy扩展了我们对生物膜的看法，了解了物理线索是如何影响发育的，更具体地说是如何受到周围流体流动的影响。 无论是海洋还是肺部都感染了皮肤，肠道微生物群流体的物理学普遍存在于生物膜中，罗西说。 我们想研究流动是如何改变他们的空之间的组织的。

因此，rossy首先需要制作能够在可控流量条件下进行研究的模型生物膜。 她选择了两种不同的细菌caulobacter crescentus克隆。 该细菌一般存在于淡水湖和溪流中，经过秆细胞阶段，可以锚定在表面、定植并形成生物膜。 罗西在微流体芯片中培养细菌。 其中，她可以小心控制流经半毫米宽通道的微量液体。

rossy在单一细菌水平上对生物膜进行成像，监测各流速对细菌菌落的影响。 结果显示，不同流量之间的结构有显著差异:在流量较弱的情况下，生物膜非常密集。 在更强的流动中，细菌在稀疏的簇状生物膜中生长。

为了理解这个过程，rossy建立了一个使人联想到流体系统中分子运输的物理模型。 采用它后，她发现更强的流动会严重损害细菌向表面游泳，定植它的能力，导致稀疏的菌落。

但是，一点结果也违背了直觉。 流速高，游动细菌入侵现有殖民地的可能性就低，罗西说。 为了在这样高的流量下生长，各个细胞依赖于与其母细胞接近的子细胞的直接附着。

更强的流量也隔离了两个种群，对生物膜栖息细菌之间的整个社会动态产生潜在的显着影响。 低流量和高流量对生物膜的排列和结构很重要，persat说。 这表明，趋势更加普遍，生物膜的物理环境影响细菌物种的进化史。 这至少在像我们采用的那样不同的细菌克隆之间是真实的，但它很可能跨越不同的细菌应用种类。

生物膜是微生物生命非常吸引人和重要的方面，他总结道。 我们现在意识到物理原理如何指导他们的建筑，以及它如何反馈到细菌生理学和进化中。 但是，我们只是在这里接触表面。 我有很多要学的东西。

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