Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Trong khi truy tìm chuyển động của Escherichia coli, một nhóm các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng gần bề mặt rắn, vi khuẩn chạy theo vòng tròn. Vòng lặp sau vòng lặp, dấu vết gần giống như một sân trượt băng nghệ thuật Olympic trước khi Zamboni làm phẳng tấm băng. Từng bước phá vỡ thói quen của E. coli, các nhà khoa học đã xác định được một động thái đặc trưng – sự sụp đổ bề mặt.
Trong khi truy tìm sự di chuyển của Escherichia coli , một nhóm các nhà nghiên cứu người Pháp nhận thấy rằng gần bề mặt rắn, vi khuẩn chạy theo vòng tròn. Vòng lặp sau vòng lặp, dấu vết gần giống như một sân trượt băng nghệ thuật Olympic trước khi Zamboni làm phẳng tấm băng. Từng bước phá vỡ thói quen của E. coli , các nhà khoa học đã xác định được một động thái đặc trưng – sự sụp đổ bề mặt. Công trình xuất hiện ngày 5 tháng 5 trên Tạp chí Sinh lý (Biophysical Journal) .
Vi khuẩn có thể sống như những cá thể, bơi lội tự do xung quanh môi trường nhưng cuối cùng chúng định cư trên bề mặt để hình thành khuẩn lạc và màng sinh học. Để làm như vậy, vi khuẩn ngẫu nhiên giảm tốc độ để làm chậm và tự định hướng lại ba chiều, để khám phá và tìm môi trường lý tưởng.
Tác giả đầu tiên Laurence Lemelle, nhà sinh lý học tại École Normale Supérieure de Lyon (Trường học bình thường của Lyon) cho biết: “Tumbled rất thú vị. Nó không biết đi đâu hay làm thế nào để cảm nhận mọi thứ nhưng nó biết môi trường trong quá khứ tốt hơn hay xấu hơn hiện tại. Vi khuẩn sử dụng thông tin thu thập được để ngăn chặn sự sụt giảm hoặc giảm tần suất của sự sụt giảm. Điều này có nghĩa là chúng bơi nhiều hơn theo các hướng. Cuối cùng, dân số còn lại theo thống kê bơi theo các điều kiện tốt nhất”.
Một số nghiên cứu cho rằng vi khuẩn không lăn lộn và chỉ bơi khi chúng ở gần bề mặt. Nhưng Lemelle và các đồng nghiệp của cô nói rằng yêu sách đó có vẻ khó xảy ra. Vật lý dự đoán rằng vi khuẩn sẽ bị mắc kẹt, chạy theo vòng tròn vô hạn trên bề mặt nếu chúng chỉ bơi.
Tuy nhiên, không dễ để theo dõi những sinh vật nhỏ bé này. Tiến về phía trước với một số đuôi của chúng được gọi là Flagella, vi khuẩn bơi gấp 20 lần chiều dài cơ thể của chúng trong một giây và sự sụt giảm xảy ra thậm chí nhanh hơn, ở một phần mười giây. Trên thực tế, chúng ta có khả năng bỏ lỡ sự sụt giảm ngay cả khi máy ảnh của chúng ta đủ độ phân giải cao để quay phim vi khuẩn. Để xem xét kỹ lưỡng cách vi khuẩn thoát ra khỏi bề mặt, nhóm nghiên cứu đã chế tạo một máy ảnh tốc độ cao, độ nhạy cao và được trang bị tầm nhìn ban đêm.
Ghi chép cho thấy khi vi khuẩn bơi gần bề mặt, ma sát nước trên cơ thể gần bề mặt khiến quỹ đạo bị uốn cong. Để tránh bị mắc kẹt chạy trong vòng tròn trên bề mặt, vi khuẩn sụp đổ. Nó giảm tốc và một trong những flagella nhảy ra khỏi vị trí, định hướng lại nơi nó đang hướng tới. Trong một số trường hợp, giống như những người bơi lội đẩy ra khỏi bức tường bể bơi, Flagella đang “cười đùa” trên bề mặt, dẫn đến một cú ngoặt sắc nét hơn. Flagellum hoang dã sau đó quay trở lại bó, tăng tốc vi khuẩn và quay trở lại bơi.
“Bây giờ chúng tôi biết rằng vi khuẩn có thể lăn trên bề mặt và những khối này rất đặc biệt”, Lemelle nói. “Làm sáng tỏ chiến lược thăm dò bề mặt được gạch chân bởi những khối này là một bước quan trọng trong tương lai.”
Đối với vi khuẩn, sự lộn xộn cho phép chúng trốn thoát khỏi bề mặt, cho phép chúng xâm chiếm những nơi khác và tối ưu hóa việc thăm dò bề mặt. Vi khuẩn có thể bơi trên bề mặt tế bào cho đến khi chúng tiếp xúc với một thụ thể cụ thể để tối ưu hóa nhiễm trùng. Chúng cũng có thể bơi để ổn định trên các bề mặt khó làm sạch để hình thành màng sinh học vi khuẩn, có thể kháng kháng sinh.
“Trước đại dịch COVID, thật khó để thuyết phục mọi người rằng chúng ta cần dự đoán và phát triển các phương pháp thay thế để giảm thiểu ô nhiễm sinh học bề mặt”, Lemelle nói. “Mọi người nói, ‘Chúng tôi có nhiều kháng sinh. Có sức đề kháng, nhưng chúng tôi có thời gian.’ Từ quan điểm y học, hiểu được các sự kiện xáo trộn gần bề mặt của vi khuẩn có thể giúp hạn chế sự ô nhiễm sinh học của bề mặt và phát triển các phương pháp kháng khuẩn. “
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Cell Press . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :