Proceedings of the National Academy of Sciences· 2026Q1
Şişen Jel Oluşumu Bacillus subtilis Biyofilmlerinde Morfolojik Geçişe Yol Açar
Formation of a swelling gel underlies a morphological transition in Bacillus subtilis biofilms
- 3atıf
- Q1SCImago
- 2026yıl
Kısa özet
Bacillus subtilis biyofilmleri, poli-γ-glutamatın (şişirme) ve ekzopolisakkaritlerin (çapraz bağlama) tamamlayıcı eylemleriyle bir jel durumuna geçer ve bu da makroskopik kırışıklıklara yol açar.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Ana noktalar
- Bacillus subtilis biyofilmleri, iki ana polimerin etkileşimi yoluyla bir jel durumu oluşturur.
- Poli-γ-glutamat, koloni şişmesine yol açarak suyu emer.
- Ekzopolisakkaritler, bir sol-jel faz geçişini tetikleyen çapraz bağlayıcılar olarak işlev görür.
- Bu polimerlerin birleşik etkisi, biyofilmin makroskopik kırışıklıklarına neden olur.
- İnce-film modeli, şişme gerilimi ve elastikiyete dayanarak biyofilm kırışıklıklarını doğru bir şekilde tahmin eder.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Özet (abstract)
Abstract Microbes across species and environments form biofilms, living materials composed of cells and extracellular polymers. Biofilm-dwelling cells benefit from emergent soft matter physics that sculpts three-dimensional morphologies and osmotically absorbs nutrients. Although biofilms are modeled as viscoelastic gels, the physical origins of the phase transition underlying their conversion from groups of cells to living gels have not been systematically investigated. Here, we show that Bacillus subtilis biofilms use polymer composition to tune their physical properties and drive gel formation. Using imaging and water immersion experiments with matrix knockout strains, we demonstrate the complementary roles of two polymers in this developmental transition: hydrophilic poly- γ -glutamate swells colonies by absorbing water and exopolysaccharides serve as effective cross-linkers, causing a sol-gel-like phase transition that imparts structural integrity. With matrix knockout co-culture biofilms, we independently modulate the production of each polymer and reveal a phase space of biofilm morphologies. Colonies that produce both polymers develop macroscopic wrinkles. A thin-film model predicts biofilm wrinkling from swelling-generated internal strain coupled to elasticity. The model reproduces the shape of our observed morphological phase diagram. Our results demonstrate that bacteria leverage gelation to vary their material properties and morphologies, with implications for microbial ecology and engineering living matter.
Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026 · DOI ↗
Ücretsiz hesapla devam et
Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.
Web'de ücretsiz devam etGoogle ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.
Telefonda:
Alan: Moleküler Biyoloji
Molecular BiologyBiochemistry, Genetics and Molecular Biology