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2016年9月19日，国际知名学术期刊PNAS以长文在线发表了北京大学生物动态光学成像中心白凡课题组与英国爱丁堡大学Teuta Pilizota课题组的合作研究成果。在题为Dynamics of Escherichia colis passive response to a sudden decrease in external oolarity的研究论文中，研究人员通过使用单细胞成像技术，观察描述了大肠杆菌在低渗冲击下的被动机械敏感性响应（passive mechanosensitive response）特征，发现了低渗冲击之后大肠杆菌在初期体积快速膨胀（秒的数量级）之后体积会缓慢的回复（分钟的数量级），甚至可以下降至初始体积之下。该论文在单细胞水平上揭示了机械敏感性门控通道MscL和MscS在低渗冲击响应中的重要作用，并建立了一个数学模型来描述低渗冲击后大肠杆菌体积变化及恢复的机制。这项研究对于理解细菌如何适应环境变化具有重要意义。
细菌在多变的渗透压环境中依赖于机械感应调控而存活。针对细菌机械力感应和调控机制的研究对于理解细菌在复杂宿主和环境中的生存有着重要意义。因此，对于细菌机械力感应和机械敏感性通道的研究成为了一个热点。机械敏感性通道在之前的体外研究中展现出其在细菌渗透胁迫响应的重要作用，但是体内研究较少，而且集中在针对细菌种群存活的研究上。
Teuta Pilizota实验组和白凡实验组在单细胞水平上观察并描述了大肠杆菌对低渗冲击的被动机械敏感性响应过程，发现了低渗冲击响应的不同阶段及其活动特征。越强的低渗冲击会导致越强的细胞膨胀，并且在野生型细胞中可能导致越强的过量体积恢复，而且这种特征在渗透冲击强度增加到一定程度时发生饱和。研究人员通过突变体比较分析和数学建模模拟，初步阐释了MscL和MscS通道在低渗冲击响应中的作用主要是在细胞膜壁张力达�*************兄岛螅市硐赴谕獾乃腿苤仕匙牌浠铺荻确⑸ㄒ疲毕赴谝夯崴匙呕笛骨刻荻认虬馇ㄒ啤；得舾行悦趴赝ǖ赖幕疃沟帽欢得舾行韵煊逃凶盘寤焖偕仙傧陆档奶氐悖痹谀承┨跫禄崾沟孟赴寤诘蜕寤飨煊讨斜涞帽瘸跏继寤 ４送猓芯咳嗽被狗⑾郑谙赴寤抵脸跏继寤潞螅寤幕指垂炭赡苡爰乩胱拥闹鞫擞泄亍Ｕ庀罟ぷ鞫杂诮徊窖芯肯妇秆沟鹘谝约跋妇男财认煊哂兄匾囊庖濉�
Dr. Teuta Pilizota和白凡研究员为该论文的共同通讯作者。爱丁堡大学合成及系统生物学中心研究生Renata Buda，北京大学生命科学院2011级本科生刘云啸（现为美国俄亥俄州立大学博士研究生）、杨津（现为美国威斯康辛大学麦迪逊校区博士研究生），以及爱丁堡大学合成及系统生物学中心研究生itha Hegde为该论文并列第一作者。本研究得到了国家自然科学基金，Biotechnology and Biological Sciences Research Council，Human Frontier Science Program以及Darwin Trust and Industrial Biotechnology Innovation Centre的支持。（来源：科学网）
