Electrochemical potential enables dormant spores to integrate environmental signals.
Electrochemical potential enables dormant spores to integrate environmental signals.
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电化学潜力使休眠的孢子能够整合环境信号。
DOI：
10.1126/science.abl7484
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发表时间：
2022-10-07
期刊：
影响因子：
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中科院分区：
文献类型：
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作者：
细菌孢子的休眠状态通常被认为是没有生物活性的。我们表明，尽管持续休眠，孢子可以通过预先存在的电化学电位随着时间的推移整合环境信号。具体来说，我们研究了数千个枯草芽孢杆菌孢子，这些孢子在暴露于短暂的营养脉冲时保持休眠状态。在细菌电生理学数学模型的指导下，我们通过基因和化学靶向钾离子通量来调节退出休眠的决定。我们证实，短的营养脉冲导致持久孢子的电化学电位发生阶梯状变化。在休眠期间，孢子因此逐渐释放其储存的电化学电位，随着时间的推移整合细胞外信息。这些发现揭示了一种在生理上不活跃的细胞中运作的决策机制。细菌孢子在休眠期间使用一种集火机制来监测外部条件。
The dormant state of bacterial spores is generally thought to be devoid of biological activity. We show that despite continued dormancy, spores can integrate environmental signals over time through a pre-existing electrochemical potential. Specifically, we studied thousands of individual Bacillus subtilis spores that remain dormant when exposed to transient nutrient pulses. Guided by a mathematical model of bacterial electrophysiology, we modulated the decision to exit dormancy by genetically and chemically targeting potassium ion flux. We confirmed that short nutrient pulses result in step-like changes in the electrochemical potential of persistent spores. During dormancy, spores thus gradually release their stored electrochemical potential to integrate extracellular information over time. These findings reveal a decision-making mechanism that operates in physiologically inactive cells. Bacterial spores use an integrate-and-fire mechanism to monitor external conditions during dormancy.
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DOI：
10.1073/pnas.0306859101
发表时间：
2004-05-18
影响因子：
11.1
作者：
Cowan, AE;Olivastro, EM;Setlow, P
通讯作者：
Setlow, P
影响因子：
3.2
作者：
EISENSTADT, E
通讯作者：
EISENSTADT, E
影响因子：
2.5
作者：
Huang M;Hull CM
通讯作者：
Hull CM
DOI：
10.1016/j.bbamcr.2014.11.002
发表时间：
2015-02
影响因子：
5.1
作者：
Leonard, Anthony P.;Cameron, Robert B.;Speiser, Jaime L.;Wolf, Bethany J.;Peterson, Yuri K.;Schnellmann, Rick G.;Beeson, Craig C.;Rohrer, Baerbel
通讯作者：
Rohrer, Baerbel
影响因子：
3.7
作者：
Moir, Anne;Cooper, Gareth
通讯作者：
Cooper, Gareth