Cellular advective-diffusion drives the emergence of bacterial surface colonization patterns and heterogeneity
Cellular advective-diffusion drives the emergence of bacterial surface colonization patterns and heterogeneity
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细胞平流扩散驱动细菌表面定植模式和异质性的出现
DOI：
10.1038/s41467-019-10469-6
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发表时间：
2019
影响因子：
16.6
通讯作者：
Persat, Alexandre
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rossy, Tamara;Nadell, Carey D.;Persat, Alexandre
微生物在表面上导航和分裂，形成称为生物膜的多细胞结构，这是在细菌世界中发现的最广泛的生存策略。一个普遍的假设是，细胞成分指导了生物膜中多个物种的空间结构和排列。然而，细菌必须与通过与表面接触和流体流动产生的机械力相抗衡，这对定植模式的贡献知之甚少。在这里，我们展示了运动和流动之间的平衡如何促进新月形芽孢杆菌生物膜形态模式的出现。通过模拟单个细胞的流动和布朗式游泳的运输，我们表明这些模式的出现是由一个有效的psamclet数引导的。通过与传输现象的类比，我们表明，与直觉相反，流体流动抑制了不同克隆谱系的混合，从而影响了生物膜细菌之间的相互作用景观。这表明，水动力学影响物种的相互作用和进化在表面相关的群落。
Microorganisms navigate and divide on surfaces to form multicellular structures called biofilms, the most widespread survival strategy found in the bacterial world. One common assumption is that cellular components guide the spatial architecture and arrangement of multiple species in a biofilm. However, bacteria must contend with mechanical forces generated through contact with surfaces and under fluid flow, whose contributions to colonization patterns are poorly understood. Here, we show how the balance between motility and flow promotes the emergence of morphological patterns inCaulobacter crescentusbiofilms. By modeling transport of single cells by flow and Brownian-like swimming, we show that the emergence of these patterns is guided by an effective Péclet number. By analogy with transport phenomena we show that, counter-intuitively, fluid flow represses mixing of distinct clonal lineages, thereby affecting the interaction landscapes between biofilm-dwelling bacteria. This demonstrates that hydrodynamics influence species interaction and evolution within surface-associated communities.
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DOI：
--
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
作者：
Guannan Liu;Adam Patch;F. Bahar;D. Yllanes;Roy D. Welch;M. Marchetti;S. Thutupalli;J. Shaevitz
通讯作者：
J. Shaevitz
影响因子：
28.3
作者：
Vidakovic L;Singh PK;Hartmann R;Nadell CD;Drescher K
通讯作者：
Drescher K
影响因子：
64.5
作者：
Persat A;Nadell CD;Kim MK;Ingremeau F;Siryaporn A;Drescher K;Wingreen NS;Bassler BL;Gitai Z;Stone HA
通讯作者：
Stone HA
影响因子：
3.6
作者：
O'Toole, GA;Kolter, R
通讯作者：
Kolter, R
DOI：
10.1073/pnas.0601705103
发表时间：
2006-04-11
影响因子：
11.1
作者：
Tsang, PH;Li, GL;Tang, JX
通讯作者：
Tang, JX