细菌可以乘坐“顺风车”快速移动

微观世界中，微生物争夺地盘，向敌人喷射化合物，有时还会利用微观地形获得优势。

一项研究发现，细菌可以通过相邻酵母细胞形成的液体囊来加速移动。这些微观的水痕让细菌游得更远，传播得更快，揭示了微生物在土壤、植物和人体中移动的新方法。相关研究于6月4日在《生物物理学杂志》上发表。

“在研究微生物相互作用时，研究通常侧重于相互作用的化学性质。”美国康奈尔大学的第一作者论文和Divakar “但是我们知道，物理特性在微生物的生长和传播中也起着重要作用，”Badal说。

研究人员观察了两种细菌——铜绿假单胞菌和一种固定的新型隐球酵母，它们在土壤和人类气道中健康生长，含有类似尾巴的螺旋推进器。在显微镜下，他们观察到这两种微生物相互靠近，然后细菌蜂拥进入酵母周围类似水泡的液体。与酵母共同培养的细菌传播速度比独立培养快14.5倍，原本孤立的细菌迅速连接成连续的肿块。

在微尺度下，铜绿假单胞菌就像一粒米对一颗葡萄，而不是新的隐球酵母。这些较大的酵母感觉从表面吸收水分，形成一个薄薄的液体环，作为临时的“游泳道”，使细菌绕过干燥表面的常规限制。用死酵母甚至玻璃珠代替活酵母也能产生同样的效果，说明这种做法是由液体囊驱动的。

“无论是酵母还是玻璃珠，障碍物越大，周围的液体就越多，越有利于铜绿假单胞菌的移动。”共同通信作者，邓迪大学的Varsha “所以，Singh说，它利用本来可能是阻碍物的东西，使它向前移动得更远。”

研究人员还发现，细菌的传播随着酵母细胞在生长过程中创造的景观而波动。为了更好地理解这些动态变化，他们建立了模型来模拟这两个物种之间的相互作用。模型显示，白念珠菌等生长速度较快的酵母物种可以更剧烈地改变液体景观，进而影响细菌的行进速度。

“模型预测与实验结论如此一致，我感到非常震惊。”印度理工学院的共同通信作者Danny。 Raj m说:“从某种意义上说，这个模型就像一个可以模拟真实行为的虚拟实验室。我们可以通过改变参数来回答许多问题，从生长速度到湿度。”

研究小组表示，这项工作的意义不仅限于模型和实验室。在自然界中，细菌和酵母共同存在于土壤、水质、植物和人体中。液体薄膜的运动能力可能有助于细菌在缺水时更有效地种植在这种环境中。接下来，团队计划研究这些物种在现实世界中的相互作用。

Singh说：“我们专注于以拟人化的方式思考微生物学，关注人类的肺部或肠道，因为我们可以引起共鸣。然而，大多数微生物活动实际上发生在土壤和其他环境中。这为我们探索新问题提供了绝佳的机会。我认为这是未来研究的前沿。”