许多致病细菌，如铜绿假单胞菌，通过称为“抽搐”的步行式运动在表面爬行。众所周知，称为 IV 型菌毛的纳米级细丝可以促进抽搐，但科学家们忽略了哪些感官信号协调微生物的运动。

现在，EPFL 研究人员发现假单胞菌使用一种类似于我们触觉的机制在表面上导航。“这项研究改变了我们对细菌运动的看法，”资深作者、EPFL 生命科学学院终身助理教授 Alexandre Persat 说。

Persat 说，科学家们已经知道人类和其他动物的细胞可以将自己导向更硬或更松散的表面，但尚不清楚细菌是否也可以根据机械力引导它们的运动。这是因为大多数研究都集中在确定引导细菌向食物等化学物质游动的机制上，这种现象被称为趋化性。

Persat 实验室的研究转而关注细菌如何感知机械力并对其做出反应。先前的研究表明，假单胞菌的菌毛就像鱼叉一样工作：在它伸展并接触表面后，菌毛会激活一个分子马达，使细丝缩回，从而推动细胞前进。

为了了解什么协调菌毛马达，Persat 小组的研究人员和他们在旧金山加利福尼亚大学的合作者研究了单个假单胞菌如何在实验室培养皿底部等表面上移动。该团队怀疑一个称为 Chp 系统的蛋白质网络调节抽搐，因此他们分析了缺乏 Chp 系统不同成分的细菌。其中一些突变细菌在不停地来回抽搐时几乎无法移动;其他人总是向前走，即使他们遇到了障碍物。

通过将荧光标签与有助于观察活细胞中单个菌毛的显微镜技术相结合，研究人员发现一种信使蛋白激活菌毛延伸，推动细胞向前，而另一种蛋白质则抑制菌毛前端的菌毛形成。移动单元格。两个对立的信使不在细胞内的同一个地方被发现。

激活剂定位在前面，细胞用它的菌毛感受表面，而抑制剂定位在其他地方。”

研究人员发现，当细菌碰到障碍物(例如另一个细胞)时，抑制剂会让它们停下来并改变方向。“这有助于细胞根据它们在它们面前的感觉进行导航——就像一个盲人使用白色手杖一样，”Persat 说。他补充说，当细菌作为一个群体移动时，感知周围环境的能力很有用，因为它有助于微生物朝着同一方向向前爬行。

发表在PNAS 上的研究结果阐明了细菌如何移动，并可能对人类健康产生重要影响。铜绿假单胞菌是一种常见于土壤中的机会性病原体，是医院获得性感染的主要原因。假单胞菌的聚集体通常形成在导管和呼吸器等表面上，并且对消毒剂和抗菌药物具有极强的抵抗力。

更重要的是，Persat 小组过去的研究表明，假单胞菌利用其菌毛来调节毒素的分泌。出于这个原因，更多地了解微生物的“触觉”可能有助于开发新的治疗策略，Persat 说。

研究的共同第一作者 Lorenzo Talà 说，接下来，研究人员的目标是揭示细菌如何将机械刺激转化为细胞反应。“我们想了解[细菌]触觉背后的分子机制，”他说。