细菌沿着直线逃离狭小的空间

时间：2022-07-26 10:23:35 来源：网络整理

几乎所有的有机体都寄主细菌在其体内或体内共生生存。夏威夷短尾乌贼(Euprymna scolopes)与海洋细菌Vibrio fischeri形成了一种独特的共生关系，后者有一条鞭状的尾巴，它利用尾巴游到乌贼身体的特定位置。

一个由乔纳森·林奇领导的研究小组，他是密歇根大学马诺阿海洋和地球科学与技术学院太平洋生物科学研究中心(pBRC)的博士后研究员，设计了一个可控的实验室，他们可以在里面观察弧菌的游动。通过显微镜观察，研究小组发现，当细菌在开阔区域和狭窄空间之间移动时，它们的游动方式是不同的。具体来说，它们会改变自己的游泳行为，以避免被困在狭窄的空间里。

“这一发现相当令人惊讶，”林奇说，他现在是加州大学洛杉矶分校的博士后研究员。“起初，我们在寻找细菌细胞在移动到狭窄空间时如何改变它们尾巴的形状，但发现我们很难在狭窄空间中找到细胞。在进一步观察后，我们发现这是因为细菌积极地从狭窄的空间中游出来，这是我们没有想到的。”

在开放的空间里，没有吸引或排斥的化学物质，细菌似乎没有可识别的模式——在不同的时间点随机改变方向。一旦进入密闭空间，细菌就会调整它们的游动路径，以逃离密闭空间。

乌贼和这种细菌之间的关系是细菌如何与其他动物(如人类微生物群系)生活的一个有用的模型。微生物通常会穿过复杂的路径，有时会挤过组织中狭窄的空间，然后在宿主体内定植首选的位置。已知宿主体内的各种化学物质和营养物质会引导细菌到达它们的最终目的地。然而，像墙壁、角落和狭窄的空间这样的物理特征是如何影响细菌游动的，人们知之甚少，尽管这些物理特征在许多细菌-动物关系中都存在。

林奇说:“我们的发现表明，当细菌在复杂的环境中穿行，进入特定的栖息地时，狭小的空间可能是一个额外的、关键的线索。”“改变游泳在狭小空间模式可能让一些细菌快速游泳通过狭小空间到另一边,但是对于其他人,他们转身之前困——就像选择是否运行在一个摇摇晃晃的桥或转身之前你走得太远。”

在未来，研究人员希望弄清楚这些细菌是如何改变它们的游泳活动的，同时确定其他细菌是否也表现出同样的行为。

Journal Reference:

Jonathan B. Lynch, Nicholas James, Margaret McFall-Ngai, Edward G. Ruby, Sangwoo Shin, Daisuke Takagi. Transitioning to confined spaces impacts bacterial swimming and escape response. Biophysical Journal, 2022; DOI: 10.1016/j.bpj.2022.04.008

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