快速游動趨磁細(xì)菌的軌跡是一系列復(fù)雜的環(huán)
圣保羅·萊茲·杜蘭斯市艾克斯-馬賽生物科學(xué)與生物技術(shù)研究所的科學(xué)團隊與波茨坦的馬克斯·普朗克膠體與界面研究所和哥廷根大學(xué)的研究人員合作,確定了趨磁法的軌跡和游泳速度已知細(xì)菌海藻球菌迅速移動。1μm細(xì)菌的實際速度為400-500μm/ s,使其成為游泳冠軍。更令人驚訝的是,軌跡是由復(fù)雜的螺旋線組成的。這種細(xì)菌的卓越特性使其可以想象其在生物技術(shù)和環(huán)境領(lǐng)域中作為微型機器人的用途。
趨磁細(xì)菌 marinocococcus marinus生活在海洋沉積物中。它的視在游泳速度非???,以前估計為100μm/ s。球形,在其半球之一上有兩包鞭毛。確切的運動(假設(shè)是在磁場存在下呈螺旋形,頭部在前,鞭毛在后)仍然是假設(shè)的。
為了回答這個問題并確定這種細(xì)菌的真正游泳速度,波茨坦馬克斯·普朗克膠體與界面研究所,哥廷根大學(xué)的科學(xué)家及其來自CEA-Cadarache的BIAM的同事不得不開發(fā)新的實驗和數(shù)值工具。這些微游泳者的運動通過3維顯微鏡進行跟蹤,并通過甚高頻黑場成像進行分析,以分解鞭毛的運動。原始模擬對這項實驗工作進行了補充,以查看哪些鞭毛構(gòu)型可以重現(xiàn)實驗觀察到的運動。
結(jié)論是驚人的。鞭毛以180°排列在細(xì)菌頭部的任一側(cè),一束拉動,另一根則生長,這是細(xì)菌甚至任何已知微生物從未見過的結(jié)構(gòu)。產(chǎn)生的運動描述了雙螺旋甚至三螺旋!marinocococcus marinus使復(fù)雜的循環(huán)。
速度呢?實際速度不是視在速度,因為螺旋線會大大增加行進距離。對于1 µm的細(xì)菌,實際速度在400至500 µm / s的范圍內(nèi)。因此,它每秒移動其自身大小的500倍。該數(shù)字應(yīng)與其他已知細(xì)菌的運動速度(40至50 µm / s)或我們冠軍鴿的游泳速度(2 m / s的數(shù)量級)進行比較,即每秒大約是其大小的一倍。人類...
因此,marinocococcus marinus是登上領(lǐng)獎臺的女王!研究人員想知道這些表演的起源,并提出這樣的假設(shè),即這種螺旋游動在充滿障礙物的沉積環(huán)境中具有優(yōu)勢,而這種障礙物可以避免。這種特殊性可以在醫(yī)學(xué)微型機器人中得到利用,以在患者血液中移動。例如,它也可以用于消毒被油或重金屬污染的區(qū)域,細(xì)菌可能會在適當(dāng)?shù)目臻g中吸收并釋放出來。