Engineered bacterial swarm patterns as spatial records of environmental inputs

蜂群(蜜蜂) 群集运动 群体行为 稳健性(进化) 生物 计算机科学 人工智能 细菌 生态学 基因 生物膜 群体感应 遗传学
作者
Anjali Doshi,Marian Shaw,Ruxandra Tonea,Soonhee Moon,Rosalía Minyety,Anish Doshi,Andrew F. Laine,Jia Guo,Tal Danino
出处
期刊:Nature Chemical Biology [Nature Portfolio]
卷期号:19 (7): 878-886 被引量:7
标识
DOI:10.1038/s41589-023-01325-2
摘要

A diverse array of bacteria species naturally self-organize into durable macroscale patterns on solid surfaces via swarming motility-a highly coordinated and rapid movement of bacteria powered by flagella. Engineering swarming is an untapped opportunity to increase the scale and robustness of coordinated synthetic microbial systems. Here we engineer Proteus mirabilis, which natively forms centimeter-scale bullseye swarm patterns, to 'write' external inputs into visible spatial records. Specifically, we engineer tunable expression of swarming-related genes that modify pattern features, and we develop quantitative approaches to decoding. Next, we develop a dual-input system that modulates two swarming-related genes simultaneously, and we separately show that growing colonies can record dynamic environmental changes. We decode the resulting multicondition patterns with deep classification and segmentation models. Finally, we engineer a strain that records the presence of aqueous copper. This work creates an approach for building macroscale bacterial recorders, expanding the framework for engineering emergent microbial behaviors.
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
呆萌冷雪发布了新的文献求助30
刚刚
优雅靖柏发布了新的文献求助10
刚刚
凹凸先森完成签到,获得积分10
1秒前
SimpleKwee发布了新的文献求助10
1秒前
时尚的初之完成签到,获得积分10
2秒前
一一发布了新的文献求助10
2秒前
twis发布了新的文献求助10
2秒前
领导范儿应助如意雨雪采纳,获得10
3秒前
Orange应助飘逸鸵鸟采纳,获得10
3秒前
Nxxxxxx完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
从容谷槐完成签到,获得积分10
6秒前
8秒前
9秒前
9秒前
71mmm完成签到,获得积分10
9秒前
赘婿应助小巧寻双采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
1122321发布了新的文献求助10
10秒前
西红柿玉米粒完成签到,获得积分10
11秒前
黄俊发布了新的文献求助10
11秒前
无极微光应助egggg采纳,获得20
13秒前
冤家Gg发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
14秒前
zrus116发布了新的文献求助10
14秒前
zhuangdreamgirl完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
15秒前
CodeCraft应助77采纳,获得10
15秒前
李昕123发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
17秒前
西西完成签到,获得积分20
18秒前
w111发布了新的文献求助30
18秒前
研友_VZG7GZ应助fairy采纳,获得10
18秒前
顾矜应助毛竹采纳,获得10
19秒前
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Real Analysis: Theory of Measure and Integration (3rd Edition) Epub版 1200
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6260816
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8082729
关于积分的说明 16888571
捐赠科研通 5332076
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2838359
邀请新用户注册赠送积分活动 1815787
关于科研通互助平台的介绍 1669490