酵母菌落周围动态流体层介导细菌扩散的物理机制

【字体: 时间:2025年06月05日 来源:Biophysical Journal 3.4

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  微生物生存的关键在于其与共栖微生物的互作机制。来自XX的研究人员通过研究鞭毛细菌铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)在限水条件下与不动酵母新生隐球菌(Cryptococcus neoformans)的共栖关系,发现酵母菌落周围形成的动态流体层可显著增强细菌运动性,揭示了物理因素(非化学信号)在微生物群落动态中的关键作用。

  

微生物的生存策略往往聚焦于化学信号介导的相互作用,而物理因素常被忽视。这项研究揭示了鞭毛细菌铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)与不动酵母新生隐球菌(Cryptococcus neoformans)共栖时的独特扩散现象:在水分受限条件下,酵母菌落周围会形成动态流体层,使依赖鞭毛运动的细菌获得局部"游泳池",其扩散速度较单独存在时提升2倍。

通过显微观测和流体力学建模发现,酵母增殖会动态改变周围流体环境,形成梯度分布的微流场。细菌在这种物理微环境中的运动效率取决于两大因素:1)微生物生长速率比;2)初始接种比例。特别值得注意的是,当酵母与细菌数量比为1:103
时,细菌扩散范围可扩大至对照组的3.2倍。

该发现突破了传统化感作用的认知框架,首次证实物理微环境重塑(而非群体感应QS系统)可成为微生物跨界互作的新范式。对于理解土壤生物膜形成、医院环境病原体传播等生态过程具有重要启示,为开发基于物理调控的微生物群落干预策略提供了理论依据。

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