在Bacillus subtilis生物膜中进行广泛的细胞多任务处理

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 系统生物学 系统生物学
• 细菌遗传学 细菌遗传学

背景情况:

• 细菌细菌形成生物膜,复杂的社区对于生存至关重要.
• 在生物膜中,细胞表现出多样化的表型,但这种异质性的程度尚不清楚.
• 现有的模型可能过于简化了B. subtilis.细胞分化和任务分配.

研究的目的:

• 研究B. subtilis生物膜中亚种群的空间组织和基因表达关系.
• 为了确定表型异质性的程度,并识别不同的细胞角色.
• 挑战和完善当前细菌生物膜中细胞分化的模型.

主要方法:

• 为14个关键基因创建了182个B. subtilis菌株,配有双向光转录记者.
• 聚焦显微镜可视化生物膜内的基因表达的空间分布.
• 流细胞计量量化记者共表达和识别多任务细胞.

主要成果:

• 空间映射揭示了生物膜内的不同基因的独特,有时是同定位的表达模式.
• 流细胞计表明了显著的共同表达,表明许多细胞同时执行多个功能.
• 只有少数子群体,如表面素/平酸生产者和分泌/有能力细胞,表现出不同的作用.

结论:

• B. subtilis生物膜表现出比以前建模的更复杂的细胞分化.
• 专门从事单一任务的细胞的概念是一种过度简单化;许多细胞是多功能性的.
• 这些发现为了解微生物社区动态提供了一个框架,并对抗细菌感染的治疗策略产生影响.