小さなダンサー バクテリアの動きを同期させる科学者たち(Tiny dancers: Scientists synchronise bacterial motion)

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2024-12-02 オランダ・デルフト工科大学(TUDelft)

デルフト工科大学の研究者たちは、微小な円形のマイクロキャビティを用いて、個々の大腸菌(E. coli)の運動を観察し、これらのキャビティを微小なチャネルで接続することで、細菌の運動が同期する現象を確認しました。この実験では、細菌がキャビティ内を連続的に周回することで自発的な振動運動を示し、接続されたキャビティ間での相互作用により、細菌の運動が同期する様子が観察されました。この研究は、細菌の集団運動の理解を深めるとともに、将来的には微生物を利用した新たなバイオテクノロジーの開発に寄与する可能性があります。

<関連情報>

結合したマイクロウェル内で動く大腸菌の同期化 Synchronization of E. coli Bacteria Moving in Coupled Microwells

Aleksandre Japaridze, Victor Struijk, Kushal Swamy, Ireneusz Rosłoń, Oriel Shoshani, Cees Dekker, Farbod Alijani
Small  Published: 25 November 2024
DOI:https://doi.org/10.1002/smll.202407832

小さなダンサー バクテリアの動きを同期させる科学者たち(Tiny dancers: Scientists synchronise bacterial motion)

Abstract

Synchronization plays a crucial role in the dynamics of living organisms. Uncovering the mechanism behind it requires an understanding of individual biological oscillators and the coupling forces between them. Here, a single-cell assay is developed that studies rhythmic behavior in the motility of E. coli cells that can be mutually synchronized. Circular microcavities are used to isolate E. coli cells that swim along the cavity wall, resulting in self-sustained oscillations. Connecting these cavities by microchannels yields synchronization patterns with phase slips. It is demonstrated that the coordinated movement observed in coupled E. coli oscillators follows mathematical rules of synchronization which is used to quantify the coupling strength. These findings advance the understanding of motility in confinement, and open up new opportunities for engineering networks of coupled oscillators in microbial active matter.

生物工学一般
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