柔性细菌的长度异质性增强了它们的群集行为

《Soft Matter》：Length heterogeneity of flexible bacteria enhances swarming

本研究以单菌株副溶血性弧菌为模型，通过个体细胞追踪发现，长细胞移动更快更持久，促进大规模协调流动；短细胞缓冲减少堵塞，表型异质性增强群游效率，为活性物质扩散机制提供新证据。

　　

细菌群集是一种现象，其特征是微生物在表面上依靠鞭毛进行快速迁移。尽管已有大量研究探讨了影响群集动态的各种因素，但同一菌株内部细胞长度的变化对群集行为的影响仍有待阐明。在这里，我们以Vibrio alginolyticus这一菌株为例，研究其内部不同长度细胞对群集行为的影响，该菌株是研究由异质性、灵活性群体驱动的协同机制的理想模型。通过追踪单个细胞的运动轨迹，我们发现细胞长度直接影响群体的整体组织结构：较长且柔韧的细胞移动速度更快、更持久，从而促进了大规模、协调一致的群体运动。相比之下，较短的细胞由于频繁的逆向运动而减速，这种运动在密集的菌落中创造了空隙，避免了细胞间的相互挤压。这种劳动分工——长细胞充当领导者，短细胞则起到缓冲作用——有助于实现高效的群体移动，同时也展示了同一菌株内部表型异质性对群体群集能力的显著促进作用。我们的研究结果表明，活性物质在长度上的多样性可能有助于其在软质界面上的有效扩散。