棘手的情况？深入了解是什么将抗生素抗性生物膜结合在一起

生物膜是嵌在粘稠基质中的无处不在的细菌群落，是地球上最古老的多细胞生物；它们对抗生素具有极强的抵抗力，并能顽强地粘附在大多数表面，包括活组织

虽然人们通常认为生物膜细胞是由该基质粘合在一起的，该基质是由细胞外聚合物组成的复杂的共享家园，但支撑这些相互作用的生化动力学尚不清楚

在一项新的研究中，耶鲁大学的一个研究小组试图了解这些细菌是如何聚集在一起、相互识别，然后突破其粘性基质、繁殖和传播的。研究人员表示，更好地了解生物膜群落内的分子和生物物理相互作用，可能会导致新的策略来对抗与生物膜相关的感染，这些感染很难用传统抗生素治疗

由耶鲁大学文理学院分子、细胞和发育生物学助理教授Jing Yan领导的研究小组结合遗传学、显微镜、模拟和生化分析，试图揭示霍乱弧菌（霍乱的病原体）如何粘在一起形成生物膜，并逃逸和创造新的群落

这项研究发表在《自然通讯》杂志上

研究人员说，覆盖细菌菌落的基质主要由胞外多糖（EPS）或长糖链组成。但研究小组发现，与长期以来的看法相反，纯化的EPS对细胞根本没有粘性。相反，他们发现，它排斥那些不产生EPS的细胞

他们发现，努力制造EPS的细菌自然会相互吸引，并排除那些不支付制造EPS成本但仍试图进入细胞基质的懒惰细菌。

“这就像一张会员卡，”耶鲁大学定量生物学研究所成员严说。研究小组发现，“如果你为制造EPS付出了代价，我们欢迎你加入这个俱乐部。”然而，随着生物膜的老化，细菌会重塑其表面，将产生EPS的细胞与基质之间的相互作用从吸引转变为排斥。他们说，这使得细菌得以逃脱，然后形成新的菌落

Yan实验室的博士后研究员、该研究的主要作者Alexis Moreau说：“这种智能策略有助于细菌群体分散，准备在新环境中定居。” More information: Alexis Moreau et al, Surface remodeling and inversion of cell-matrix interactions underlie community recognition and dispersal in Vibrio cholerae biofilms, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-024-55602-2

Journal information: Nature Communications