北大學者PNAS解析低滲透壓適應機制(海洋動物是怎樣適應低鹽分的水域？)

，觀察描述了大腸桿菌在低滲沖擊下的被動機械敏感性響應（passive mechanosensitive response）特征，發(fā)現(xiàn)了低滲沖擊之后大腸桿菌在初期體積快速膨脹（秒的數量級）之后體積會緩慢的回復（分鐘的數量級），甚至可以下降至初始體積之下。

該論文在單細胞水平上揭示了機械敏感性門控通道MscL和MscS在低滲沖擊響應中的重要作用

，并建立了一個數學模型來描述低滲沖擊后大腸桿菌體積變化及恢復的機制。這項研究對于理解細菌如何適應環(huán)境變化具有重要意義。

大腸桿菌在低滲沖擊下的被動機械敏感性響應特征：低滲沖擊之后大腸桿菌在初期體積快速膨脹后體積會緩慢的回復

，甚至可以下降至初始體積之下，揭示了機械敏感性門控通道MscL和MscS在細菌低滲沖擊響應中的重要作用。

細菌在多變的滲透壓環(huán)境中依賴于機械感應調控而存活

。針對細菌機械力感應和調控機制的研究對于理解細菌在復雜宿主和環(huán)境中的生存有著重要意義。因此，對于細菌機械力感應和機械敏感性通道的研究成為了一個熱點。機械敏感性通道在之前的體外研究中展現(xiàn)出其在細菌滲透脅迫響應的重要作用，但是體內研究較少，而且集中在針對細菌種群存活的研究上。

Teuta Pilizota實驗組和白凡實驗組在單細胞水平上觀察并描述了大腸桿菌對低滲沖擊的被動機械敏感性響應過程，發(fā)現(xiàn)了低滲沖擊響應的不同階段及其活動特征

。越強的低滲沖擊會導致越強的細胞膨脹，并且在野生型細胞中可能導致越強的過量體積恢復，而且這種特征在滲透沖擊強度增加到一定程度時發(fā)生飽和。研究人員通過突變體比較分析和數學建模模擬，初步闡釋了MscL和MscS通道在低滲沖擊響應中的作用主要是在細胞膜壁張力達到閾值后，允許細胞內外的水和溶質順著其化學勢梯度發(fā)生遷移，同時細胞內液會順著機械壓強梯度向胞外遷移。機械敏感性門控通道的活動使得被動機械敏感性響應過程有著體積快速上升慢速下降的特點，同時在某些條件下會使得細胞體積在低滲沖擊響應過程中變得比初始體積更小