Direct measurement of dynamic attractant gradients reveals breakdown of the Patlak–Keller–Segel chemotaxis model

趋化性 生物系统 动力学(音乐) 生物 代谢物 生物物理学 物理 生物化学 受体 声学
作者
Trung V. Phan,Henry H. Mattingly,Lam Vo,Jonathan S Marvin,Loren L. Looger,Thierry Emonet
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:121 (3)
标识
DOI:10.1073/pnas.2309251121
摘要

Chemotactic bacteria not only navigate chemical gradients, but also shape their environments by consuming and secreting attractants. Investigating how these processes influence the dynamics of bacterial populations has been challenging because of a lack of experimental methods for measuring spatial profiles of chemoattractants in real time. Here, we use a fluorescent sensor for aspartate to directly measure bacterially generated chemoattractant gradients during collective migration. Our measurements show that the standard Patlak–Keller–Segel model for collective chemotactic bacterial migration breaks down at high cell densities. To address this, we propose modifications to the model that consider the impact of cell density on bacterial chemotaxis and attractant consumption. With these changes, the model explains our experimental data across all cell densities, offering insight into chemotactic dynamics. Our findings highlight the significance of considering cell density effects on bacterial behavior, and the potential for fluorescent metabolite sensors to shed light on the complex emergent dynamics of bacterial communities.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
mike_007发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
DijiaXu完成签到,获得积分10
2秒前
乖猫要努力完成签到,获得积分0
2秒前
小可爱完成签到,获得积分10
4秒前
黄黄完成签到,获得积分10
4秒前
cavi完成签到,获得积分10
4秒前
彪行天下完成签到,获得积分10
5秒前
lzl008完成签到 ,获得积分10
5秒前
mr完成签到 ,获得积分10
6秒前
海比天蓝关注了科研通微信公众号
6秒前
anan完成签到 ,获得积分10
6秒前
丁心莲关注了科研通微信公众号
6秒前
APS完成签到,获得积分10
6秒前
wkyt发布了新的文献求助10
7秒前
大胆的忆寒完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
tttx完成签到,获得积分10
9秒前
乐观若烟完成签到 ,获得积分10
10秒前
何必呢完成签到,获得积分10
10秒前
SC武完成签到,获得积分10
10秒前
清爽冬莲完成签到 ,获得积分10
13秒前
肖飞鱼完成签到,获得积分10
13秒前
文章快快来完成签到,获得积分10
14秒前
蛋炒饭加洋葱应助dd采纳,获得10
14秒前
萌萌完成签到,获得积分10
14秒前
啊鲤完成签到,获得积分10
14秒前
AJ完成签到 ,获得积分10
15秒前
贪吃完成签到,获得积分10
16秒前
白苹果完成签到 ,获得积分10
16秒前
自然千山完成签到,获得积分10
16秒前
独孤阳光完成签到,获得积分10
17秒前
欧欧欧导完成签到,获得积分10
17秒前
xiejuan完成签到,获得积分10
17秒前
lzl007完成签到 ,获得积分10
18秒前
归尘发布了新的文献求助10
19秒前
21GolDiamond完成签到,获得积分10
20秒前
标致的坤完成签到,获得积分10
20秒前
闹心完成签到,获得积分10
21秒前
调皮的秋柔完成签到,获得积分10
22秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Coking simulation aids on-stream time 450
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
Novel Preparation of Chitin Nanocrystals by H2SO4 and H3PO4 Hydrolysis Followed by High-Pressure Water Jet Treatments 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4015762
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3555701
关于积分的说明 11318515
捐赠科研通 3288899
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812318
邀请新用户注册赠送积分活动 887882
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812027