本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
我之前寫過關於細菌移動方式的文章。考慮到它們只有一個細胞的長度,微生物有很多方法可以在它們的小世界中旅行。移動對於尋找食物和在附近所有資源耗盡時改變環境非常有用。然而,對於不能移動或不想移動的細菌來說,還有第二個選擇;它們可以將自己停在附近的表面並安頓下來等待。
這樣做有幾個優點。首先,其他東西,如食物和營養物質,也傾向於在表面積聚,為細菌帶來規律的食物供應。表面是一個更穩定的環境,附著在牙齒上的細菌這樣做是因為被衝進胃裡就是被拉進一個名副其實的酸湖。對於形成生物膜的細菌來說,粘附在表面是這個過程的第一步。
那麼細菌是如何知道它們到達表面的呢?畢竟它們看不到,而且它們也沒有真正的觸覺。有人提出,它們會對變形應力做出反應 - 即它們注意到當它們膜的一部分在表面上被擠壓時。足夠的膜變形可以起到轉換細菌表型的作用,將其從自由移動的細菌轉變為粘附在表面上的細菌。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠繼續報道關於塑造我們當今世界的發現和思想的有影響力的故事。
為研究這一點所做的工作包括觀察細菌在不同表面上的粘附程度,以及產生多大的粘附力。諸如聚合物刷或水凝膠之類的表面不會施加足夠的壓力,細菌(在本例中為大腸桿菌)甚至沒有意識到它靠近表面。在帶正電荷的表面上發現了最強的粘附力。由於細菌的外膜通常帶負電荷,因此額外的電荷吸引力有助於粘附。
一旦細菌附著到表面,粘附力就會急劇增加,從而永久固定細菌的位置。第一次粘附事件很可能不是與表面本身,而是與覆蓋表面的水膜。一旦附著到水膜上,細菌就可以將自身拉得更近,並開始粘附到物體的實際表面。該論文指出,這些力強度的變化不太可能是基因表達或代謝的變化,而僅僅是膜表面連線的加強。隨後將發生細菌代謝和基因表達的變化,以最好地支援這種附著。
本文的參考文獻(如下)取自 PLoS Pathogens。由於最近關於期刊和科學出版物的一些事情,我以為我也參與進來,將我的部落格內容完全限制在開放獲取期刊上。從現在開始,我部落格上寫的任何內容,您都可以閱讀。如果您在開放獲取期刊上寫過(或讀過!)任何與細菌相關的內容,如果您想讓我報道,請隨時與我聯絡。
---
參考文獻:Busscher HJ, & van der Mei HC (2012)。細菌如何知道它們在表面上並調節它們對粘附狀態的反應?PLoS pathogens, 8 (1) PMID: 22291589
圖片來源連結,用於第一張圖片