#科学家发现细菌游动新模式# 中国科学技术大学教授袁军华、张榕京课题组联合使用细菌三维追踪技术与鞭毛丝动态荧光观察技术，发现了铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)的新游动模式——wrap模式。研究结果https://t.cn/A66OEB2C月29日发表于美国《国家科学院院刊》。
细菌运动是其生存和感染宿主的关键。细菌通过游动模式之间的交替转换来探索环境。不同于周身多鞭毛的大肠杆菌，铜绿假单胞菌是一种典型的极性单鞭毛细菌，其单根鞭毛位于杆状胞体一端。
在可旋转鞭毛马达的驱动下，铜绿假单胞菌在液体中实现游动模式“切换”：鞭毛逆时针旋转时推动胞体前进，鞭毛顺时针旋转时拖曳胞体后退。
传统观点认为铜绿假单胞菌正是通过交替“前进-后退”的方式实现环境探索，中间或许间隔着短暂的停顿。然而，在此方式中细菌对环境探索的效率不高。
细菌经过亿万年的进化，会不会有更高效的方式来探索环境？
课题组借助基因编辑手段改进了铜绿假单胞菌的鞭毛丝荧光标记效率，在该细菌中实现了游动三维追踪及鞭毛丝动态行为的同步观测，从而发现了一种全新游动模式——wrap模式，并且进一步揭示了模式发生的物理机制。
研究人员发现，在鞭毛由顺时针旋转变成逆时针旋转的过程中，由于钩形鞘（连接鞭毛马达和鞭毛丝）在两端压力作用下发生力学屈曲失稳，使得鞭毛丝缠绕在胞体上，形成wrap态。在这种状态下，胞体取向不稳定从而容易发生转向。而此时钩形鞘两端又受到拉力作用，经过短暂间隙后（平均1秒）鞭毛丝从胞体解离，恢复成前进态。因此，wrap态发生在由后退态“切换”到前进态的过程中，经统计其发生概率约40%。
通过比较“后退-前进”及“后退-wrap-前进”这两种切换方式下游动方向改变的统计分布，课题组发现wrap态使得细菌游动方向的改变随机均匀地分布在4pi立体空间，从而极大地提高了细菌探索环境的效率。另外通过对细菌趋化游动的随机动力学模拟亦确证了wrap态在提升细菌趋化水平上的效力。
在自然界中存在种类丰富的极性鞭毛细菌，课题组发现的游动新模式可能在极性鞭毛细菌中广泛存在。研究发现的由钩形鞘力学屈曲失稳来实现游动方向改变的物理机制，对设计人工微纳机器也具有启发意义。
审稿人认为，“文章用高质量的荧光照片和视频，结合透彻的力学分析，清晰地展示了作者们发现的新游动模式的物理图像。”https://t.cn/A66OEB29
细菌运动是其生存和感染宿主的关键。细菌通过游动模式之间的交替转换来探索环境。不同于周身多鞭毛的大肠杆菌，铜绿假单胞菌是一种典型的极性单鞭毛细菌，其单根鞭毛位于杆状胞体一端。
在可旋转鞭毛马达的驱动下，铜绿假单胞菌在液体中实现游动模式“切换”：鞭毛逆时针旋转时推动胞体前进，鞭毛顺时针旋转时拖曳胞体后退。
传统观点认为铜绿假单胞菌正是通过交替“前进-后退”的方式实现环境探索，中间或许间隔着短暂的停顿。然而，在此方式中细菌对环境探索的效率不高。
细菌经过亿万年的进化，会不会有更高效的方式来探索环境？
课题组借助基因编辑手段改进了铜绿假单胞菌的鞭毛丝荧光标记效率，在该细菌中实现了游动三维追踪及鞭毛丝动态行为的同步观测，从而发现了一种全新游动模式——wrap模式，并且进一步揭示了模式发生的物理机制。
研究人员发现，在鞭毛由顺时针旋转变成逆时针旋转的过程中，由于钩形鞘（连接鞭毛马达和鞭毛丝）在两端压力作用下发生力学屈曲失稳，使得鞭毛丝缠绕在胞体上，形成wrap态。在这种状态下，胞体取向不稳定从而容易发生转向。而此时钩形鞘两端又受到拉力作用，经过短暂间隙后（平均1秒）鞭毛丝从胞体解离，恢复成前进态。因此，wrap态发生在由后退态“切换”到前进态的过程中，经统计其发生概率约40%。
通过比较“后退-前进”及“后退-wrap-前进”这两种切换方式下游动方向改变的统计分布，课题组发现wrap态使得细菌游动方向的改变随机均匀地分布在4pi立体空间，从而极大地提高了细菌探索环境的效率。另外通过对细菌趋化游动的随机动力学模拟亦确证了wrap态在提升细菌趋化水平上的效力。
在自然界中存在种类丰富的极性鞭毛细菌，课题组发现的游动新模式可能在极性鞭毛细菌中广泛存在。研究发现的由钩形鞘力学屈曲失稳来实现游动方向改变的物理机制，对设计人工微纳机器也具有启发意义。
审稿人认为，“文章用高质量的荧光照片和视频，结合透彻的力学分析，清晰地展示了作者们发现的新游动模式的物理图像。”https://t.cn/A66OEB29
【中国科大发现细菌游动新模式】中国科学报：中国科大物理系袁军华、张榕京课题组通过联合使用细菌三维追踪技术与鞭毛丝动态荧光观察技术，发现了铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)的新游动模式。该研究结果于2022年3月29日发表在PNAS上[PNAS 119,e2120508119 (2022)]。
细菌运动是其生存和感染宿主的关键。细菌通过游动模式之间的交替转换来探索环境。不同于周身多鞭毛的大肠杆菌，铜绿假单胞菌是一种典型的极性单鞭毛细菌，其单根鞭毛位于杆状胞体一端。在可旋转鞭毛马达的驱动下，铜绿假单胞菌在液体中实现游动模式切换：鞭毛逆时针旋转时推动胞体前进，鞭毛顺时针旋转时拖曳胞体后退。传统认为铜绿假单胞菌通过交替“前进«后退”的方式实现环境探索，中间或许间隔着短暂的停顿。然而此方式下细菌游动方向的改变主要源自布朗转动扩散引起的胞体方向波动，因此对环境探索的效率不高。细菌经过亿万年的进化，会不会有更高效的方式来探索环境呢？
课题组借助基因编辑手段改进了铜绿假单胞菌的鞭毛丝荧光标记效率，在该细菌中实现了游动三维追踪及鞭毛丝动态行为的同步观测，从而发现了一种全新游动模式（如图1，称之为“wrap”模式），并且进一步揭示了此模式发生的物理机制。鞭毛顺时针转动时，拖曳胞体后退，当鞭毛变成逆时针转动时，鞭毛丝靠近胞体的连接部件（钩形鞘，hook）在两端压力的作用下发生力学屈曲失稳，使得鞭毛丝缠绕在胞体上，形成wrap态。在这种状态下，胞体取向不稳定从而容易发生转向。Wrap态下屈曲的钩形鞘两端受拉力作用，经过短暂间隙后（平均1秒）鞭毛丝从胞体解离，恢复成前进态（如图2）。因此，wrap态发生在由后退态切换到前进态的过程中，经统计其发生概率约40%。通过比较“后退®前进”及“后退®wrap®前进”这两种方式下游动方向改变的统计分布，课题组发现wrap态使得细菌游动方向的改变随机均匀地分布在4p立体空间，从而极大地提高了细菌探索环境的效率，另外通过对细菌趋化游动的随机动力学模拟亦确证了wrap态在提升细菌趋化水平上的效力。
在自然界中存在种类丰富的极性鞭毛细菌，课题组发现的游动新模式可能在极性鞭毛细菌中广泛存在。此处发现的由钩形鞘力学屈曲失稳来实现游动方向改变的物理机制，对设计人工微纳机器也有启发。
课题组博士生田茂瑾、武征宇是本文共同第一作者。上述研究得到了国家自然科学基金委、科技部、合肥大科学中心协同创新培养基金的支持。
细菌运动是其生存和感染宿主的关键。细菌通过游动模式之间的交替转换来探索环境。不同于周身多鞭毛的大肠杆菌，铜绿假单胞菌是一种典型的极性单鞭毛细菌，其单根鞭毛位于杆状胞体一端。在可旋转鞭毛马达的驱动下，铜绿假单胞菌在液体中实现游动模式切换：鞭毛逆时针旋转时推动胞体前进，鞭毛顺时针旋转时拖曳胞体后退。传统认为铜绿假单胞菌通过交替“前进«后退”的方式实现环境探索，中间或许间隔着短暂的停顿。然而此方式下细菌游动方向的改变主要源自布朗转动扩散引起的胞体方向波动，因此对环境探索的效率不高。细菌经过亿万年的进化，会不会有更高效的方式来探索环境呢？
课题组借助基因编辑手段改进了铜绿假单胞菌的鞭毛丝荧光标记效率，在该细菌中实现了游动三维追踪及鞭毛丝动态行为的同步观测，从而发现了一种全新游动模式（如图1，称之为“wrap”模式），并且进一步揭示了此模式发生的物理机制。鞭毛顺时针转动时，拖曳胞体后退，当鞭毛变成逆时针转动时，鞭毛丝靠近胞体的连接部件（钩形鞘，hook）在两端压力的作用下发生力学屈曲失稳，使得鞭毛丝缠绕在胞体上，形成wrap态。在这种状态下，胞体取向不稳定从而容易发生转向。Wrap态下屈曲的钩形鞘两端受拉力作用，经过短暂间隙后（平均1秒）鞭毛丝从胞体解离，恢复成前进态（如图2）。因此，wrap态发生在由后退态切换到前进态的过程中，经统计其发生概率约40%。通过比较“后退®前进”及“后退®wrap®前进”这两种方式下游动方向改变的统计分布，课题组发现wrap态使得细菌游动方向的改变随机均匀地分布在4p立体空间，从而极大地提高了细菌探索环境的效率，另外通过对细菌趋化游动的随机动力学模拟亦确证了wrap态在提升细菌趋化水平上的效力。
在自然界中存在种类丰富的极性鞭毛细菌，课题组发现的游动新模式可能在极性鞭毛细菌中广泛存在。此处发现的由钩形鞘力学屈曲失稳来实现游动方向改变的物理机制，对设计人工微纳机器也有启发。
课题组博士生田茂瑾、武征宇是本文共同第一作者。上述研究得到了国家自然科学基金委、科技部、合肥大科学中心协同创新培养基金的支持。
#区块链财经[超话]#
ETH泉眼无声惜细流
以太高位空单一直是榆玲所在坚持的，昨天依旧是高位空单，两波一波到达2500附近，晚间直接狂泻跌破2500直达2440附近，空头明显动能比较充足，有蓄势待发之态下行，其实不管区间怎么走，都离不开一个阻力跟支撑，短期区间2400——2700，日内怎么走，我们继续解析 日线级别看：目前k线走势两连阴接一连阳，且阴线带十字星姿态，上方明显被EMA7日均线死死压制，连两阴接一连阳，意味走势短期有回暖之势力，但是我们要关注消息面的影响，日内7日均线跟30日均线交叉结合形成上方阻力区间：2620——2650，日内我们可以重点关注此区间的破位情况，日线布林带上轨跟下轨呈饱和姿态弯曲向内，且没有任何扩张姿态，能明显的看出走势依旧在短期震荡，因此我们操作上可以重点关注短期区间2400——2700，指标级别看，macd绿色动能柱体在0抽下方呈放量姿态下行，快慢两线交叉结合呈水平姿态弯曲向前，那么走势虽然有区间震荡，但是我们趋势不变即可，操作上我们可以继续以高位空单为主，回调的多单小止损博取大收益，上方关注2620——2650破位，下方关注2460——2440支撑，
日内思路：2570——2590附近空，2610附近加仓空，防守50，目标待定
2440——2460附近多，2420附近加仓多，防守50，目标待定
大饼思路一样日内39500——39700附近空39900附近加仓空，防守500，目标看37000附近破位
ETH泉眼无声惜细流
以太高位空单一直是榆玲所在坚持的，昨天依旧是高位空单，两波一波到达2500附近，晚间直接狂泻跌破2500直达2440附近，空头明显动能比较充足，有蓄势待发之态下行，其实不管区间怎么走，都离不开一个阻力跟支撑，短期区间2400——2700，日内怎么走，我们继续解析 日线级别看：目前k线走势两连阴接一连阳，且阴线带十字星姿态，上方明显被EMA7日均线死死压制，连两阴接一连阳，意味走势短期有回暖之势力，但是我们要关注消息面的影响，日内7日均线跟30日均线交叉结合形成上方阻力区间：2620——2650，日内我们可以重点关注此区间的破位情况，日线布林带上轨跟下轨呈饱和姿态弯曲向内，且没有任何扩张姿态，能明显的看出走势依旧在短期震荡，因此我们操作上可以重点关注短期区间2400——2700，指标级别看，macd绿色动能柱体在0抽下方呈放量姿态下行，快慢两线交叉结合呈水平姿态弯曲向前，那么走势虽然有区间震荡，但是我们趋势不变即可，操作上我们可以继续以高位空单为主，回调的多单小止损博取大收益，上方关注2620——2650破位，下方关注2460——2440支撑，
日内思路：2570——2590附近空，2610附近加仓空，防守50，目标待定
2440——2460附近多，2420附近加仓多，防守50，目标待定
大饼思路一样日内39500——39700附近空39900附近加仓空，防守500，目标看37000附近破位
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