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  • 细菌菌落中从单层到多层结构的转变是菌膜发育的基本步骤。通过对不同的形态和种类进行观察,You等人发现这种转变是被包含数百个细胞的自由生长的细菌微菌落所触发的。结合数值模拟和解析模型,作者演示了,由于细胞-基质间的相互作用,这种转变来源于生长诱导的面内活性应力与垂直恢复力之间的竞争。使用横向受限细胞的简单链状菌落,作者展示了当单个细胞变得对旋转不稳定时转变开始。由此可见该转变是局域化的并且力学上是确定的。异步细胞分裂使得过程随机,因此控制转变开始的所有关键参数都是连续分布的随机变量。在本文中作者证明了在大细胞数极限下,菌落中首次分裂的发生可以近似为泊松过程。这使人们可以近似地计算与第一次挤压相关的位置和时间的概率分布函数。该泊松过程的速率可以被定义为转变的序参量,从而突显其确定—随机的混合本质。

    Mono- to Multilayer Transition in Growing Bacterial Colonies

    Zhihong You, et al.

    Phys. Rev. Lett. 123, 178001 (2019)

    https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.178001


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