Science：當食物稀缺時，細菌交替獲得進食時間

兩個枯草芽孢桿菌菌群在同一個微流體腔中生長。藍色表明由膜電位染料Thioflavin T發出的熒光。圖片來自Jintao Liu, Suel lab/University of California, San Diego。

2017年4月8日/生物谷BIOON/---儘管幾十年來，不同所有者在異國目的地分割度假公寓在房地產領域一直比較流行，但是，在一項新的研究中，來自美國加州大學聖地亞哥分校和西班牙龐培法布拉大學的研究人員發現細菌菌群幾百萬年以來一直都在使用類似的策略。相關研究人員於2017年4月6日在線發表在Science期刊上，論文標題為「Coupling between distant biofilms and emergence of nutrient time-sharing」。論文通信作者為加州大學聖地亞哥分校分子生物學家Gürol Süel。

在這項研究中，這些研究人員想要知道當食物變得稀缺時，競爭性的細菌菌群可能會做些什麼。他們發現當面臨著有限營養物時，細菌將會採取一種優雅的分時（timesharing）策略：不同的細菌菌群交替獲得進食時間從而使得進食效率最大化。

Süel說，「有趣的是，這些簡單的單細胞細菌是微小的和看似孤獨的有機體，但是在菌落中，它們開始表現出非常動態的和複雜的行為。通常，人們認為這些行為是由更加複雜的有機體或一種社會網路產生的。這種相同的分時概念用於計算機科學、度假公寓和許多社會應用。」

在今年1月，Süel和他的同事們已發現細菌菌落利用一種電信號與周圍的細菌物種溝通，並且招募它們（Cell, 12 January 2017, doi:10.1016/j.cell.2016.12.014）。這項新的研究探究了兩種枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）菌落如何相互作用。通過數學模型和利用微流體技術和時差顯微技術獲得的實驗室證據，這些研究人員發現附近的細菌菌落通過這些電信號保持行為上的同步性。

這些實驗揭示出當枯草芽孢桿菌菌群面臨著有限數量的營養物時，它們開始交替獲得進食時間，從而降低競爭和避免進食「塞車」。（www.bioeg.cn）

論文共同作者、龐培法布拉大學系統生物學教授Jordi Garcia-Ojalvo說，「對生命系統而言，同步運作是比較常見的，但是這裡，我們證實運作不同步也能夠提供生物學上的益處。」

Süel說，「這些細菌到處都存在---從人的牙齒到土壤到排水管。有趣的是，這些簡單的細菌在20億年前就採取這種分時策略，如今我們人類也因各種不同的目的採用這種同樣的分時策略。」

來源：生物谷

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