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多细胞性相较于单细胞性具有诸多优势，但通过合成生物学方法获取这些优势却颇具挑战性，因为其中可能存在潜在的权衡。同样，能够阻隔毒素的扩散限制也可能限制营养物质的运输，而有利于共享的小型细胞间空间也会加剧局部竞争。为了明确细胞聚集这一多细胞性的核心特征在何时以及如何发挥作用，我们比较了仅在单个黏附基因表达上存在差异的酵母菌株。出乎意料的是，包含数千个细胞的聚集体并未表现出扩散限制的迹象，在富营养培养基和含毒培养基中，其生长状况均与单细胞菌株同样良好，这很可能是因为可逆性细胞黏附使细胞能够交换位置。在预期会加剧扩散限制的碳源受限条件下，聚集细胞的生长也优于单细胞菌株。在不同基因型的混合群体中，这些益处仅限于表达该黏附蛋白的细胞。综上，这些结果提出了构建聚集体的关键设计原则：可重构的结合为规避尺寸增大所带来的适应度代价提供了一种机制，而此类群体内部的收益可能更多来源于营养共享，而非扩散限制。
合成细胞—细胞黏附在不产生扩散相关代价的情况下提供近邻优势 | bioRxiv
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合成细胞—细胞黏附在不产生扩散相关代价的情况下提供近邻优势
Heidi Klumpe， Sarah Loshinsky， Daniel Hart， Kai Tong， Mary Dunlop， Ahmad S Khalil
doi： https://doi.org/10.64898/2026.05.28.728462
Heidi Klumpe 1 AMOLF 研究所； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本文依据 CC-BY-NC 4.0 国际许可协议 提供。
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发表于 2026 年 5 月 29 日。 下载 PDF 补充材料 电子邮件
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Heidi Klumpe， Sarah Loshinsky， Daniel Hart， Kai Tong， Mary Dunlop， Ahmad S Khalil
bioRxiv 2026.05.28.728462； doi： https://doi.org/10.64898/2026.05.28.728462
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合成细胞—细胞黏附在不产生扩散相关代价的情况下提供近邻优势
Heidi Klumpe， Sarah Loshinsky， Daniel Hart， Kai Tong， Mary Dunlop， Ahmad S Khalil
bioRxiv 2026.05.28.728462； doi： https://doi.org/10.64898/2026.05.28.728462
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.28.728462v1?rss=1
🏷️ 合成生物学 细胞黏附 酵母聚集体 多细胞性 营养共享