這不完全是電視的“美國忍者戰士”系列,而是細菌的一個微小障礙,向研究人員展示了大腸桿菌如何改變其行為以迅速清除食物中的障礙物。他們的工作不僅對生物學和醫學有影響,而且對機器人搜索和救援策略也有影響。
卡耐基梅隆大學,匹茲堡大學和索爾克電競運彩lol生物研究所的科學家今天在美國國家科學院院刊上報告說,細菌利用眾所周知的“游動和翻滾”行為轉向食物或遠離毒物。當細菌遇到障礙物時發生變化。
CMU計算生物學和機器學習系教授Ziv Bar-Joseph說:“在現實世界中,它們總是遇到很多障礙。”例如大腸桿菌新球網娛樂城,居住在復雜的地形上娛樂城註冊送500f胃腸道。然而,以前對趨化性的研究(即細菌向更高濃度的食物移動或遠離有毒物質的移動方式)通常是在暢通無阻的環境中進行的。萬來博娛樂城漢伯斯。
現有的趨化模型預測障礙物會減慢炫海娛樂城細菌的進程。因此,研究人員設計了僅10微米高,一毫米寬和一毫米長的微流體腔室,並在其中均勻分佈了方形和圓形障礙物。當他們在這些微小障礙層中測試大腸桿菌時,他們對細菌找到食物來源的速度感到驚訝。
“幾乎不管遇到什麼障礙,他們幾乎都以最快的速度獲得食物 博弈娛樂城他們沒有障礙,”該研究的主要作者,計算生物學的CMU博士Sabrina Rashid說:“障礙並沒有影響他們獲取食物的時間,因為以前的模型王者娛樂城被命令。”
她說,細菌通過分泌化學物質而相互交流,毫無疑問,這種六合彩結果統計交流會在細菌試圖繞過障礙物時通知細菌。但是仔細觀察細菌也會發現其行為發生了變化。
通常,細菌會游動一下,然後進行一次稱為“翻滾”的循環舞蹈,以使自己重新適應食物濃度。翻滾會減慢食物的進程,但重要的是使細菌能夠進行路線修正。
研究人員懷疑,當遇到障礙物時,速度提高的一個關鍵原因是細菌能夠減少翻滾和游泳的次數,直到它們變得清晰為止。因此,他們設計了跟踪單個細菌細胞並證實了這些預測的其他實驗。
巴爾-約瑟夫說,鑑於細胞運動在生物學中的重要性,新發現可能對惡性細胞如何在體內擴散或如何治療感染產生影響。
基於這些發現,研究人員開發了他們自己的趨化性模型,以解釋這種新行為並更好地預測細菌的性能。將模型應用於在緊急情況下對被困受害者進行搜索的機器人團隊或群體的模擬表明,這種方法也可以減少他們的搜索時間。
Bar-Joseph補充說:“我們從生物學中獲得的任何類型的見解都可以改善計算,這對我們很重要。”
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參考
Sabrina Rashid等。 PNAS 2019年5月。