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 [Proceedings of the 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
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
霸气梦菲完成签到 ,获得积分10
1秒前
JJ发布了新的文献求助10
1秒前
momo完成签到,获得积分10
1秒前
豌豆加树桩完成签到,获得积分10
5秒前
中和皇极应助zxh123采纳,获得10
6秒前
7秒前
9秒前
David发布了新的文献求助10
12秒前
14秒前
武狼帝发布了新的文献求助10
14秒前
肖肖肖完成签到 ,获得积分10
14秒前
17秒前
星辰大海应助满意依白采纳,获得10
17秒前
18秒前
慕青应助小孙采纳,获得10
20秒前
21秒前
uui发布了新的文献求助10
22秒前
超帅天曼发布了新的文献求助10
22秒前
哈123完成签到 ,获得积分10
22秒前
SSS发布了新的文献求助10
24秒前
中和皇极应助zxh123采纳,获得10
25秒前
乐乐应助武狼帝采纳,获得10
27秒前
27秒前
28秒前
28秒前
大炮完成签到,获得积分20
30秒前
30秒前
大炮发布了新的文献求助10
32秒前
牛肉怪完成签到,获得积分10
33秒前
周浩宇发布了新的文献求助10
33秒前
34秒前
卓梨发布了新的文献求助10
35秒前
搞怪迎夏发布了新的文献求助10
37秒前
37秒前
minghanl完成签到,获得积分10
39秒前
在水一方应助牛肉怪采纳,获得10
39秒前
39秒前
科研通AI2S应助lihongjie采纳,获得10
40秒前
马丽完成签到,获得积分20
41秒前
呆萌的豌豆完成签到,获得积分10
41秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
Agaricales of New Zealand 1: Pluteaceae - Entolomataceae 1040
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 600
海南省蛇咬伤流行病学特征与预后影响因素分析 500
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 500
ランス多機能化技術による溶鋼脱ガス処理の高効率化の研究 500
Relativism, Conceptual Schemes, and Categorical Frameworks 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3462675
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3056170
关于积分的说明 9050910
捐赠科研通 2745799
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1506591
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 696165
邀请新用户注册赠送积分活动 695693