细菌菌落的非平衡动力学——生长、主动涨落、分离、黏附与入侵
软凝聚态物质
2022-10-18 v3 生物物理
摘要
具有基于菌毛的自推进机制的细菌菌落是研究主动多粒子系统结构与动力学的理想模型。我们采用基于分子动力学的方法研究淋病奈瑟菌菌落。设计了一种用于具有涨落键状相互作用的粒子系统的通用、可适应模拟方法。该模拟用于研究细菌菌落的生长以及菌落结构对细胞间相互作用的依赖性。在菌落中，菌毛回缩增强了局部有序性。对于由不同类型细胞组成的菌落，模拟显示了依赖于不同细胞间菌毛介导相互作用的分离现象。这些结果与实验观察一致。接下来，我们在计算机中量化了菌落形状涨落的功率谱密度。模拟预测了对平衡涨落-响应关系的强烈违背。此外，我们表明主动力生成使菌落能够在表面上铺展并入侵狭窄通道。该方法可作为未来在复杂形状边界处研究主动多粒子系统的基础。
引用
@article{arxiv.2106.06729,
title = {Non-equilibrium dynamics of bacterial colonies -- growth, active fluctuations, segregation, adhesion, and invasion},
author = {Kai Zhou and Marc Hennes and Berenike Maier and Gerhard Gompper and Benedikt Sabass},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.06729},
year = {2022}
}