Forscher beobachten Bakterien ihren Weg im Trockner aus Oberflächenfallen

Bakterien können als Individuen leben, schwimmen frei in der Umgebung, aber schließlich, sie setzen sich auf Oberflächen zu bilden Kolonien und Biofilme. Um dies zu tun, Tumbler Bakterien zufällig zu verlangsamen und wieder orientieren sich dreidimensional zu erkunden und die ideale Umgebung zu finden.

„Purzelt sehr interessant sind. Die Bakterien selbst nicht weiß, wo die Umgebung für sie bevorzugt ist“, sagt der erste Autor Laurence Lemelle, Biophysiker an der École Normale Supérieure de Lyon (Normal School of Lyon). „Er weiß nicht, wohin sie gehen, wie die Dinge zu fühlen. Aber es weiß, ob die Vergangenheit Umwelt besser oder schlechter war als die Gegenwart.“ Bakterien nutzen die gesammelten Informationen Taumeln zu stoppen oder die Häufigkeit der Taumeln zu senken. „Das bedeutet, Sie mehr in eine Richtung schwimmen. Am Ende wird die Bevölkerung statistisch gegenüber den Vorzugsbedingungen schwimmt“, sagt sie.

Einige Studien behaupten, dass Bakterien im Trockner nicht nur schwimmen, wenn sie in der Nähe einer Oberfläche sind. Aber Lemelle und ihre Kollegen sagen, dass Anspruch unwahrscheinlich klingt. Physik sagt voraus, dass Bakterien würden gefangen, in unendlichen Kreise auf der Oberfläche laufen, wenn sie nur schwamm.

Allerdings ist es nicht einfach, diese winzigen Lebewesen zu verfolgen. Propelling vorwärts mit ihren mehreren tails als Flagellen bekannt, Bakterien schwimmen 20 mal die Länge des Körpers in einer Sekunde, und Tumble geschieht noch schneller, bei einem Zehntel einer Sekunde. In der Tat, sind Sie wahrscheinlich den Sturz selbst wenn Ihre Kamera hochauflösende genug, um Film Bakterien zu verpassen. Um einen genauen Blick darauf, wie Bakterien von der Oberfläche entkommen, baute das Team eine hohe Vergrößerung, hohe Empfindlichkeit, High-Speed-Kamera mit Nachtsicht ausgestattet.

Die Aufzeichnung zeigte, dass, wenn die Bakterien in der Nähe der Oberfläche schwimmen, die Wasserreibung auf dem Körper in der Nähe der Oberfläche führt zu biegen die Trajektorie zu. Um zu verhindern, gefangen zu sein in Kreisen auf der Oberfläche ausgeführt wird, die Bakterien tumbles. Es abbremst, und eine der Geißeln jiggles deplatziert, Neuausrichten, wo es war auf dem Weg. In einigen Fällen wie Schwimmer einen Pool Schiebewand aus, die wackelnden Geißeln Tritte auf der Oberfläche, in einem schärferen wiederum zur Folge hat. Die wilde flagellum kehrt dann zu dem Bündel, beschleunigt die Bakterien und zum Schwimmen geht zurück.

„Wir wissen jetzt, dass Bakterien auf Oberflächen im Trockner können, und diese Stürze sind sehr spezifisch“, sagte Lemelle. „Die Strategie der Oberflächenexploration Aufklären, die durch diese tumbles unterstrichen wird, ist ein wichtiger Schritt Zukunft.“

Zu den Bakterien ermöglicht Taumeln sie von der Oberfläche zu entkommen, so dass sie an anderen Orten besiedeln und die Erforschung der Oberfläche selbst zu optimieren. Bakterien können schwimmen auf Zelloberflächen, bis sie in Kontakt mit einem spezifischen Rezeptor zu optimieren Infektionen bekommen. Sie können auch schwimmen auf Oberflächen niederlassen, die schwer zu reinigen sind bakterielle Biofilme zu bilden, die gegen Antibiotika resistent sein können.

„Vor dem pandemia, die COVID Pandemie, war es schwierig, die Menschen davon zu überzeugen, dass wir brauchen, zu antizipieren und alternative Ansätze zu entwickeln, um die Oberfläche Biokontamination zu reduzieren“, sagte Lemelle. „Die Menschen waren wie:‚Wir haben viele Antibiotika. Es Widerstand ist, aber wir Zeit haben.‘ Aus medizinischer Sicht, die oberflächennahe Verständnis Ereignisse von Bakterien Taumeln können die Biokontamination von Oberflächen helfen zu begrenzen und antibakterielle Methoden zu entwickeln.“