流体流动通过增加剪切驱动的细胞-细胞相遇率生成细菌共轭热点
生物物理
2025-08-08 v3
摘要
共轭加速细菌演化，使细菌能够从邻居处水平获取基因。质粒捐赠者必须物理上相遇并连接接收者，才能实现质粒转移，不同环境中的共轭速率因细胞间相遇机制（从简单扩散到流体流动）而异。然而，环境如何通过设置相遇速率影响共轭速率尚未得到充分关注，主要因为现有实验 setup 无法直接控制细胞相遇。本文描述了在稀疏细菌（E. coli）中进行共轭实验的结果，通过系统性变化剪切流的大小，使用锥面板 rheometer 控制相遇速率。我们发现共轭速率随剪切率增加，直到在最佳剪切率（100 1/s）处达到峰值，此时共轭速率比由扩散驱动的基准高出五倍。这个最佳值标志着剪切通过增加细胞-细胞相遇率促进共轭向哪个 regime 转变，该 regime 中剪切会破坏共轭。高剪切区域在水生系统、宿主器官肠道以及土壤中广泛存在，我们的结果表明，这些区域可能是环境中细菌共轭的热点。
引用
@article{arxiv.2410.07012,
title = {Fluid flow generates bacterial conjugation hotspots by increasing the rate of shear-driven cell-cell encounters},
author = {Matti Zbinden and Jana S. Huisman and Natasha Blitvic and Roman Stocker and Jonasz Słomka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.07012},
year = {2025}
}