本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
我之前写过关于细菌移动方式的文章。考虑到它们只有一个细胞的长度,微生物有很多方法可以在它们的小世界中旅行。移动对于寻找食物和在附近所有资源耗尽时改变环境非常有用。然而,对于不能移动或不想移动的细菌来说,还有第二个选择;它们可以将自己停在附近的表面并安顿下来等待。
这样做有几个优点。首先,其他东西,如食物和营养物质,也倾向于在表面积聚,为细菌带来规律的食物供应。表面是一个更稳定的环境,附着在牙齿上的细菌这样做是因为被冲进胃里就是被拉进一个名副其实的酸湖。对于形成生物膜的细菌来说,粘附在表面是这个过程的第一步。
那么细菌是如何知道它们到达表面的呢?毕竟它们看不到,而且它们也没有真正的触觉。有人提出,它们会对变形应力做出反应 - 即它们注意到当它们膜的一部分在表面上被挤压时。足够的膜变形可以起到转换细菌表型的作用,将其从自由移动的细菌转变为粘附在表面上的细菌。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够继续报道关于塑造我们当今世界的发现和思想的有影响力的故事。
为研究这一点所做的工作包括观察细菌在不同表面上的粘附程度,以及产生多大的粘附力。诸如聚合物刷或水凝胶之类的表面不会施加足够的压力,细菌(在本例中为大肠杆菌)甚至没有意识到它靠近表面。在带正电荷的表面上发现了最强的粘附力。由于细菌的外膜通常带负电荷,因此额外的电荷吸引力有助于粘附。
一旦细菌附着到表面,粘附力就会急剧增加,从而永久固定细菌的位置。第一次粘附事件很可能不是与表面本身,而是与覆盖表面的水膜。一旦附着到水膜上,细菌就可以将自身拉得更近,并开始粘附到物体的实际表面。该论文指出,这些力强度的变化不太可能是基因表达或代谢的变化,而仅仅是膜表面连接的加强。随后将发生细菌代谢和基因表达的变化,以最好地支持这种附着。
本文的参考文献(如下)取自 PLoS Pathogens。由于最近关于期刊和科学出版物的一些事情,我以为我也参与进来,将我的博客内容完全限制在开放获取期刊上。从现在开始,我博客上写的任何内容,您都可以阅读。如果您在开放获取期刊上写过(或读过!)任何与细菌相关的内容,如果您想让我报道,请随时与我联系。
---
参考文献:Busscher HJ, & van der Mei HC (2012)。细菌如何知道它们在表面上并调节它们对粘附状态的反应?PLoS pathogens, 8 (1) PMID: 22291589
图片来源链接,用于第一张图片