集団性細菌は局所的で動的な相転移を受けてストレス誘導性のバイオフィルムを構成する。

Iago Grobas;...;Munehiro Asally(2020.8, bioxiv)[Swarming bacteria undergo localized dynamic phase transition to form stress-induced biofilms]

理由

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概要

自己組織的な多細胞行動によって、細胞は単離された細胞より大きな度合いでストレス要因に適応し、許容することができる。しかしながら、ストレスに晒された時に細胞集団が適応的に選択的な行動を変化することがどのようにできるのかはほとんど不明である。ここでは、細菌の多細胞性のモデル系である枯草菌を用いてこの問題に取り組む。カナマイシンの空間勾配に晒したとき、集団性細菌はマトリックス遺伝子を活性化してバイオフィルムに遷移することを発見した。この繊維の初期段階は、ストレス誘導的な多層形成に支えられており、これは運動性誘導的な相分離(MIPS)を彷彿とさせる生物物理学的メカニズムから表れる。この過程の物理特性から、集団の拡大を抑制するストレス要因はバイオフィルム形成を誘導することが示唆された。実際に、単純な物理障壁も集団からバイオフィルムへの遷移を誘導する。集まった結果に基づいて、局所的な相転移を標的とすることで集団からバイオフィルムへの遷移を効果的に阻害する抗生物質治療の有望な計画を提案する。

雑記

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