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题名细菌生物膜自修复的实验和理论研究
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作者
王晓玲
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机构
北京科技大学机械工程学院
美国哈佛大学工程与应用科学学院
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出处
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期201-201,共1页
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基金
国家自然科学基金项目,11972074
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文摘
自修复是生物体生存的重要工具之一,是多细胞和单细胞生物的内在能力。本课题组最新的实验发现,作为细菌存在方式的细菌生物膜可以通过自我修复来抵抗伤害。但无论从微观单细胞到细观细胞群再到宏观生物膜尺度,自修复的机理都不清楚。本研究采用宽场荧光立体显微镜在时空上观测生物膜自修复过程,通过三色荧光标记菌株获得主要基因表现型细胞的分布、细胞的分化和运动规律。实验发现,细菌生物膜上切口的愈合过程取决于切口的几何形状(如其位置或方向)、细菌生物膜本身(如年龄)、培养基底的性质(如其硬度)。此外,沿切口的愈合率是不均匀的,最大愈合率可达260μm/h,是生物膜水平生长速度的3倍。切口不会改变生物膜的圆形生长。表型进化的进一步研究表明,切割延迟了细菌的分化;运动细胞感知切口并移动到切口区域,而只有当切口区域中有足够的基质产生细胞时,切口才会愈合。基于实验分析获得修复速度和褶皱结构在修复过程中的演化规律。通过比较正常细菌生物膜和损伤生物膜的生长,进一步进行多尺度建模和仿真,揭示细菌生物膜对伤害如何响应和反馈,进而如何进行自我修复。
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关键词
生物膜
立体显微镜
自我修复
多尺度建模
自修复
修复过程
愈合过程
几何形状
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分类号
Q93
[生物学—微生物学]
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