细菌的调制集体行为与凝聚
软凝聚态物质
2022-10-11 v2 生物物理
摘要
细菌可在密集体系中通过运动对齐自发产生集体运动。本文表明，细菌还能对交变电场产生集体响应，形成以与电场相同频率振荡的动态团簇。当动态团簇超过临界尺寸时，会自发分裂为更小的团簇。分裂的临界尺寸取决于电场频率与细菌浓度。我们证明，动态团簇的形成并非源于其生物活性，而是源于细菌作为带电粒子的物理性质。体系中跨系统的电对流流动在稳定团簇方面起关键作用。然而，团簇的形成依赖于细菌间的集体流体动力学协作，因此在稀悬浮液中不会发生聚集。本研究结果表明，生物系统可对外部场产生集体响应，为调控和调制生物行为提供了有效途径。此外，受控的细菌聚集与凝聚为提高局部细菌浓度以实现早期快速检测提供了稳健方法，在临床中具有广泛应用。
引用
@article{arxiv.2202.12550,
title = {Modulated Collective Behaviors and Condensation of Bacteria},
author = {Mei Mei Bao and Isaiah Eze Igwe and Kang Chen and Tian Hui Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.12550},
year = {2022}
}