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細菌菌群也玩資源“分時共享”

2017-04-10 15:09:23 來源:新華網 責任編輯:蔣杰 字體:

共享經濟如今是火上了天,科學家最近發現,不光是人類,連細菌菌群也玩分時共享。《科學》雜志6日載文稱,毗鄰的菌群間不僅能相互溝通,還能協調各自的活動實現對有限資源的分時共享。

論文第一作者、加州大學圣地亞哥分校生物科學系博士后研究員劉錦濤告訴科技日報記者,菌群內的細菌可通過發送電信號進行溝通,但此前并不清楚這種溝通方式是否還能擴展至遠處的菌群。

他們在一個微流控腔室中設立了兩個相距2毫米的枯草桿菌生物膜菌群,結果發現,兩個菌群不但能相互溝通,還會同步性生長。這提高了菌群對外界的抵抗力,但也導致了菌群間對有限資源的競爭。當“食材”谷氨酸濃度降低時,兩個菌群生長不再同步,而是切換成分時共享模式,從而降低了對資源競爭,這反而使得菌群在低谷氨酸濃度中生長速率更快。

“假定谷氨酸濃度為1,同步生長時,每個菌群分得的營養是0.5;谷氨酸濃度降低為0.7,但菌群采用分時共享模式異步生長,每個菌群得到的營養依然是0.7,菌群生長速率自然就更快了。”他解釋說。

研究人員還發現,在兩個菌群間的信號溝通受到阻礙時,細菌會發生突變,突變后的細菌需要有更高濃度的谷氨酸才能實現同步化生長。同樣的,那些競爭性較差的突變菌株也需要有更高的谷氨酸濃度才能實現在對照菌群中所見的同步化生長。

劉錦濤稱,對有限資源的合理分配是非常普遍的問題。這些結果揭示了菌群間是如何進行溝通與合作來促使其生長的,有望應用在生物和醫學領域,以更好地控制細胞群體。(記者姜靖)

原文鏈接:http://news.xinhuanet.com/tech/2017-04/10/c_1120777902.htm

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