在自下而上组装的合成假单胞菌菌群中，信号模块化的混乱现象揭示了信息传递的稳健性

《ACS Synthetic Biology》：Scrambling Signal Modularity in Bottom-up Assembled Synthetic Pseudomonas Consortia Reveals Robust Information Transfer

合成微生物群落通过重组红氧化信号分子（phloroglucinol）和群体感应信号（AI-1）的多信号路径，实现信息传递的模块化设计。研究表明，信号接收、转导和传递顺序的调整对最终群落功能影响极小，且该通讯结构在复杂环境中表现出显著稳健性，为人工构建高效生物群落提供新机制。

　　

在合成微生物群落的应用方面具有巨大的潜力，这些群落可以应用于人类健康、农业、环境领域，甚至生物制造领域。通过适当构建的微生物联盟，可以实现强大的生物合成或降解功能。在许多情况下，细菌信号传导作为一种细胞间信息传递方式，指导着整个群体的行为。这种通信过程非常复杂，因为可能涉及多种信号、信号干扰物、微生物种类、物理障碍以及时空限制。在这项研究中，我们证明了在多个假单胞菌物种组成的联盟中，虽然信号通路在基因和组织结构上发生了改变，但原始信息仍然能够有效传递。我们自下而上地构建了这个联盟，使用了两种类型的信号分子：(i) 具有氧化还原活性的次级代谢产物（根际信号物——花青醇），以及 (ii) 细菌群体感应信号（3-氧代-C12酰基高丝氨酸内酯，AI-1）。这些信号可以在特定群落成员之间进行转化和响应。我们展示了信号接收、转导和传输的顺序可以重新安排，而对最终结果的影响很小。在微生物联盟的背景下，我们发现这种信息传递结构具有极高的稳定性。受到根际分子信号传导机制的启发，这项工作为设计组装微生物群落中的信号传导和信息传递过程提供了一个概念框架。