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趋流性使细菌能够逆流游动，从而影响其扩散以及在表面的定殖。尽管鞭毛产生了游动所需的推进力，但拥有更多鞭毛是否能够改善趋流性仍不明确。在本研究中，我们利用一种可调控鞭毛表达的大肠杆菌菌株改变鞭毛数量，并在受控的微流控流动条件下跟踪细菌近表面游动行为。鞭毛数量增加提高了无流动条件下的游动速度，降低了流动条件下的下游输运，并提高了轨迹向上游移动的比例。鞭毛较多的细胞在改变方向之前也能持续更长时间地向上游游动。鞭毛数量增加还增强了垂直于流动方向的定向迁移，这表明鞭毛数量改变了近表面环境中推进、上游取向与手性转向之间的平衡。一个近表面游动模型显示，鞭毛数量通过影响游动速度以及细胞朝向表面的倾斜角度，能够再现下游输运、上游游动和横向迁移的变化趋势。这些结果表明，鞭毛数量决定了细菌抵抗下游输运并在近表面流动中横向迁移的能力。
趋流性使细菌能够逆流游动，从而影响其扩散和表面定殖。尽管鞭毛提供了游动所需的推进力，但更多的鞭毛是否能增强趋流性仍不清楚。本研究利用鞭毛表达可调控的大肠杆菌菌株改变鞭毛数量，并在受控微流体流动条件下追踪细菌的近表面游动。鞭毛数量增加提高了无流动条件下的游动速度，减少了流动条件下的顺流输运，并提高了逆流运动轨迹所占的比例。鞭毛较多的细胞在改变方向前，逆流游动的持续时间也更长。鞭毛数量增加还增强了横跨流向的定向迁移，表明鞭毛数量会改变近表面推进、逆流定向与手性转向之间的平衡。一个将鞭毛数量对游动速度及细胞朝向表面倾斜程度的影响纳入其中的近表面游动模型，再现了顺流输运、逆流游动和横向迁移的变化趋势。这些结果表明，鞭毛数量是决定细菌如何抵抗顺流输运并在近表面流动中横向迁移的一个因素。
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关键词：细菌趋流性 · 鞭毛数量 · 近表面游动 · 逆流迁移 · 横向迁移 · 微流控
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.16.759531v1?rss=1