中大：細菌群落會自行建造「菌落運河」 長距離遞送物質

中大研究發現，「細菌群落」會自行建立如運河般的液體通道作長距離物質輸送，挑戰了過往科學界認為細菌群落長距離物質傳遞效率低的觀點。研究將為合成生物技術提供新發展方向，亦有助更了解病菌的致病機制。

中大團隊從常見的綠膿杆菌（又稱銅綠假單胞菌）中發現這個細菌群落自組織行為，綠膿杆菌廣泛存在於自然界，常見於傷口感染。團隊發現，當綠膿杆菌在固體表面形成菌落時，菌落內部會自發產生多條數十至數百微米寬、長約數厘米的液體通道。細胞個體和細胞外囊泡等物質，會在液體通道以每秒450微米的高速，從菌落中心向外遞送，比一般遊走快10倍。由於通道的形狀類似人工運河，故形容為「菌落運河」。

中大發現「菌落運河」主要靠表面張力和複雜流體的不穩定性來驅動。而過程中，細菌亦會自主分泌出「表面活性劑」，以降低液體表面張力。

菌落會與表面活性劑混合變成複雜流體，當表面活性劑從菌落中心向四周擴散時，菌落內部的表面張力小於菌落外部，菌落便被向外拉伸，形成眾多呈帶狀的液體區域。當區域穩定後，便形成有多條支流和網絡的「菌落運河」。

研究又發現，「菌落運河」能有助綠膿杆菌清除競爭者，例如被喻為超級惡菌的金黃色葡萄球菌。中大指，是次研究有助了解致病菌之間的競爭或共存關係，以及病菌的散播機制。

中大物理系教授吳藝林指，是次研究揭示了生命物質中新穎的物理過程，表明原始的生命形態可利用表面張力來驅動大規模的物質遞送。研究結果將有助於設計具自組織功能的人工合成微生物群落，可用於開發新型生物材料，並促進生物工程、合成生物學的發展。

有關研究結果已於學術期刊《eLife》發表。@

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