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罗春雄及欧阳颀生物物理团队在PRL上发表细菌趋化研究新成果

 

细菌一直在监测着周围的环境,通过化学趋向运动来寻找其最适合的环境。但如果这个最适合的环境一直在空间上定向运动又会如何?如果有多个适合环境都在空间上定向运动,细菌又如何选择?

 

北京大学定量生物学中心/物理学院的罗春雄副教授及欧阳颀院士团队通过与定量生物学中心/美国IBM沃森研究中心的涂豫海教授合作,开发设计了一个圆环的“细菌赛道”,来测试引诱源持续定向移动下细菌的趋化行为。在这个系统里,周期性的边界条件使得我们可以监控到每个细菌在多个周期内的运动行为:细菌能跟随移动较慢的引诱源一起运动,在移动较快的引诱源条件下,会发生细菌在前后引诱源间明显的滞后跃迁。这类细菌在前后移动引诱源处富集与迁移的效应类似热效应导致的双势阱间的粒子跃迁行为。

 

细菌在行波条件下迁移的时空图


该工作细致讨论了细菌在运动的化学浓度场下的“势阱间跃迁行为”的相关因素及对细菌群体迁移速度的影响。文章以“Barrier Crossing in Escherichia coli Chemotaxis”为题于2017年2月28日在线发表于Physics Review Letters(PRL)杂志,并被美国物理学会(American Physical Society,APS)出版的Physics杂志作为“News Story”进行报道。

 

Physics杂志的报道截图

 
文章第一作者为北京大学定量生物学中心博士研究生李昭君,通讯作者为北京大学物理学院/定量生物学中心罗春雄副教授及美国IBM沃森研究中心/定量生物学中心的涂豫海教授,参与人包括欧阳颀院士,前沿交叉学科研究院博士研究生蔡秋娴、张玄麒、司光伟。工作得到北京大学定量生物学中心、物理学院介观物理重点实验室、北大-清华生命科学联合中心以及国家自然科学基金委的支持。


Physics新闻报道:http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.118.098101
工作原文连接: http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.118.098101