在受限环境中，细菌的生长需要通过转录适应来抵抗膨压的积累

《Nature Communications》：Bacterial growth under confinement requires transcriptional adaptation to resist turgor pressure build-up

　　

摘要

细菌在受限空间内的增殖可能发生在生物膜、细胞内结构或感染部位，这些环境会带来机械束缚。我们使用一种能保证营养物质供应的微流控装置来研究生长所诱发的机械压力如何影响细菌的生理活动。研究发现，处于增殖阶段的大肠杆菌细胞会产生数百千帕（kPa）级别的压力，这种压力使得细菌的生长与分裂过程分离，导致细菌体型缩短。细胞质中蛋白质浓度的增加以及细菌拥挤现象会抑制细胞分裂并降低蛋白质合成速率。相比之下，在受限环境中，由生长引起的压力会持续增加。理论建模预测了这种压力持续上升的现象，将其称为过压，其背后的驱动力是持续的代谢物产生。在受限条件下，Rcs通路会被激活，而rcs突变体仅在这种过压状态下才会表现出异常形态。因此，细菌需要通过转录调控来抵御压力的积累。一种尿路致病菌株在体外也表现出相同的受限生长特征，这凸显了这些压力状态在感染过程中的潜在重要性。