了解细菌如何在表面形成群落（包括生物膜）对健康和工业都有重要意义。细胞利用触觉传感器检测表面，并将触觉转化为生化信号以殖民表面。
德克萨斯A&M大学Artie McFerrin化学工程系的教授Pushkar Lele博士正在研究细菌如何感知其机械环境——称为机械感知——触发细胞内信号传导，导致表面殖民。“细菌不断在其周围环境中感知机械信号，以识别建立多细胞生物膜的合适条件，”Lele解释说。“我们正试图确定这些被称为机械感受器的传感器蛋白是如何工作的。”
揭示机械感知的发生机制有点像解释大钢琴中一个隐藏的键，当按下时可以指挥整个交响乐。Lele实验室的研究人员试图解释在细菌微小尺度上的机制。
由于细胞大约比人类头发的宽度小100倍，而机械感受器又比细胞本身小100倍，因此这些研究需要非常精确的工具。Lele通过补充资金购买了一台新的显微镜来应对这一挑战。
团队感兴趣的多种机械感受器中，有一种位于称为鞭毛的细长附属物中，鞭毛为细菌的游动提供动力。该团队的一个目标是确定这种名为鞭毛定子的机械感受器的功能。这些定子具有双重功能——既使鞭毛运动，又能检测机械信号。
机械感知会启动与生物膜形成、遗传能力及致病性相关的下游信号通路，尽管其潜在机制尚未完全理解。这些功能在Lele最新发表于《生物分子》杂志上的综述文章中有详细描述。
理解细菌的机械感知有几个重要原因。从健康角度来看，细菌在我们体内起着重要作用，既有好的也有坏的。了解它们如何在组织和其他生物表面上殖民可以帮助我们更好地理解和改善肠道健康。
从工业角度来看，细菌群落可以堵塞管道和膜，损坏设备，并给工业带来数十亿美元的损失。该团队的研究可能会发现新的分子靶点，以防止工业表面不必要的生物污染。
“我们并不一定是要创造新的益生菌或防生物污染剂，”Lele说。“但通过理解机械感知的基本原理，我们为未来在这些及相关领域的应用奠定了基础。”
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