细菌改变了液体的特性并逃脱了诱捕
灵活的尾巴允许游泳细菌稀释周围的液体,并在沿着墙壁或障碍物被困时自由。这一发现可能会影响医疗,工业和农业表面细菌的生长受到控制。研究人员在宾夕法尼亚州立大学的这项新的研究,发表在最近一期的英国皇家学会杂志的发行接口,使用数学模型来了解细菌纺纱毛的鞭毛的集合为推进共同行动像是从尾克服部队使用流动的液体和导航复杂的环境。
“细菌是地球上最丰富的生物,通常存在于液体中,”宾夕法尼亚州立大学数学研究助理,该研究的作者Mykhailo Potomkin说。“我们从最近的实验研究中了解到,细菌可以降低溶液的有效粘度 - 内部摩擦力,这有助于它们更容易移动。
“在细菌浓度较大的溶液中,这是由于细菌的集体运动有效地使溶液稀释,但在细菌含量较少的稀溶液中也观察到粘度降低,”Potomkin补充说。“这种效应可以通过细菌翻滚 - 细菌方向的随机变化来解释 - 但是在不发生这种翻滚行为的细菌菌株中也报告了类似的粘度降低。我们的工作表明,细菌的鞭毛可能是负责任的。 “。
研究小组利用数学模型证明,灵活的鞭毛可以帮助细菌克服分子间的局部力,降低粘度并有效稀释液体。这种理解可能对仿生材料的创造具有重要意义 - 模拟生物学的人造材料 - 改变生物医学或工业用途溶液的性质。
“为了了解我们是否可以控制溶液的粘度,我们需要了解细菌如何控制它,”Potomkin说。“鞭毛在这种控制中起着关键作用。我们还研究了细菌如何通过在我们的模型中引入墙壁来使用鞭毛来导航更复杂的环境。细菌往往积聚在墙壁或障碍物上,并且它们经常被卡在墙壁上游动。我们证明了这一点。具有弹性的弹性鞭毛有时可以帮助细菌逃脱这种诱捕,例如当营养物质添加到溶液中并增加细菌的活力时。
在生物医学装置(例如导管)上构建的细菌以及生物膜形式的工业和农业管道和排水管难以去除并且可以抵抗杀生物剂和抗生素。了解细菌如何从墙壁中逃逸,最终可以告知控制或防止这些通常具有破坏性的生物膜形成的方法。另一种应用可能是开发更好的捕获细菌的方法,例如识别液体中的细菌类型或将其过滤掉。
“我们的研究结果表明,如果你想捕获细菌,那么简单的陷阱可能就不够了,”宾夕法尼亚州立大学生物医学工程,化学和数学哈克教授,该论文的高级作者Igor Aronson说。“我们需要生产更复杂的东西。使用弹性鞭毛是一种运动细菌对其环境作出反应以保持在恶劣条件下的一种方式。”
推荐内容
-
研究发现了控制细胞分裂的新目标
用于测量细胞分裂过程中单个蛋白质合成效率的现代基因组测序方法发现,当细胞准备分裂时,制备脂质和膜的酶以更高的效率合成。这是本月...
-
进口降脂药选什么成分的好?
近些年来,高血脂在我们生活中算是名噪一时很多人都对这个词比较熟悉,一般来说高血脂在中老年人单重发病率比较高,但是这几年数据...
-
结肠直肠癌中的肠道微生物体特征超越了文化和饮食
患有结肠直肠癌的患者在大陆,文化和饮食中的肠道细菌具有相同的一致变化 - 来自哥本哈根大学等国际研究人员的团队在一项新研究中发现。
-
麻省理工学院的研究人员开发了分析大量细胞数据集的新方
数据采样方法制作了笨拙的生物数据集的草图,同时仍然捕获了细胞类型的完整多样性。艺术草图可用于以更简单的图像捕捉场景的细节。麻省...
-
益生菌的饮食来源是什么
益生菌是一种好细菌,与您体内已经存在的细菌相同或非常相似。仅您的下消化道就充满了这些细菌的复杂多样的群体。实际上,肠道中细菌的...
-
首次由间日疟原虫引起的疟疾人类疫苗研究
沃尔特·里德陆军研究所(WRAIR)的研究人员最近发表了在人类攻击模型中测试间日疟原虫疟疾疫苗候选物的结果。预防由间日疟原虫引起的感染...
-
vivo游戏嘉年华广州站收官:花样宠粉,游戏服务深入玩家
12月21日,vivo游戏嘉年华于广州圆满收官,沉浸式游戏体验收获广泛好评。此次活动也尽显vivo游戏相关业务综合素质,软硬实力不容小觑。另
-
微生物如何反映珊瑚礁的健康
微生物在健康和保护珊瑚礁中起着重要作用,但是由于整个全球海洋中缺乏未受破坏的珊瑚礁系统,探索这些联系可能很困难。由伍兹霍尔海洋...
-
NHGRI的Andy Baxevanis博士被任命为美国科学促进协会会员
Andy Baxevanis,博士 ,一位在国家人类基因组研究所(NHGRI)领导计算基因组学的资深科学家,被任命为美国科学促进协会(AAAS)的研究员。Ba
-
如何给蜥蜴上色从生物学到数学
从小丑鱼到豹子,动物的肤色模式来自于有色细胞之间的微观相互作用,这些相互作用遵循数学家阿兰·图灵发现的方程式。今天,日内瓦大学(...