科學(xué)家觀察到一群細(xì)菌的“快閃”

　　本報(bào)訊（記者唐鳳）研究人員在一個(gè)由無(wú)數(shù)細(xì)菌組成的集合中，觀察到許多細(xì)胞擠在一起，但是單個(gè)細(xì)胞隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。這種集體振動(dòng)看起來(lái)就像細(xì)菌版“快閃”。近日，相關(guān)研究在線發(fā)表于《自然》雜志。了解這些細(xì)胞如何做出這種同步行為，或能啟發(fā)形成可用于控制活性物或集群機(jī)器人自組織的新策略。

　　“快閃”是指許多人用網(wǎng)絡(luò)或其他方式，在一個(gè)指定的地點(diǎn)，在明確指定的時(shí)間，出人意料地同時(shí)做一系列指定的歌舞或其他行為，然后迅速離開(kāi)。而多細(xì)胞系統(tǒng)的集體振動(dòng)行為在許多生物過(guò)程中都發(fā)揮著重要作用，如器官的發(fā)育、胚胎的形成和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控。這種行為通常源自化學(xué)或電化學(xué)信號(hào)介導(dǎo)的長(zhǎng)程耦合，或者細(xì)胞與其物理環(huán)境之間的相互作用。

　　香港中文大學(xué)吳藝林研究組和法國(guó)原子能委員會(huì)Hugues Chat團(tuán)隊(duì)合作，在稠密的細(xì)菌懸液中觀察到不同形式的集體振動(dòng)。他們發(fā)現(xiàn)，無(wú)數(shù)的細(xì)胞可以通過(guò)自組織實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)，大部分情況下呈橢圓線圈形。而且，這種行為似乎受細(xì)胞之間的局部相互作用控制，雖然在單個(gè)細(xì)胞層面上看，細(xì)胞運(yùn)動(dòng)是隨機(jī)的，但是在更大的尺度上觀察，可發(fā)現(xiàn)微弱的同步運(yùn)動(dòng)情形。

　　通常，如果不存在外部指令，系統(tǒng)按照相互默契的某種規(guī)則，各盡其責(zé)而又協(xié)調(diào)自動(dòng)地形成有序結(jié)構(gòu)，就是自組織，例如，行軍蟻搭建的橋和干細(xì)胞發(fā)育成特定的器官等。一個(gè)系統(tǒng)自組織功能愈強(qiáng)，其保持和產(chǎn)生新功能的能力也就愈強(qiáng)。研究人員稱，導(dǎo)致這種微弱的同步運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的獨(dú)特機(jī)制或許也存在于其他大型細(xì)胞群中，或許能用來(lái)研究新的自組織可能。

(責(zé)編：魏艷、趙竹青)