發(fā)布時(shí)間：2021-10-24 21:03

　　在自然界中,生物體能夠根據(jù)外部環(huán)境的變化,從而做出反應(yīng),這就是生命現(xiàn)象的基礎(chǔ)。這些反應(yīng)是通過(guò)涉及組成這些生物的單個(gè)細(xì)胞來(lái)實(shí)現(xiàn)的。以細(xì)菌行為為例,選擇大腸桿菌（Escherichia coli）作為模型生物,并利用分子生物學(xué)技術(shù)和統(tǒng)計(jì)物理模型,從鞭毛運(yùn)動(dòng)的角度研究了分子和細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)行為。果糖,是葡萄糖的同分異構(gòu)體。膽堿是人類的半必需營(yíng)養(yǎng)素,機(jī)體除了從作為大分子磷脂酰膽堿（PC）的一部分獲取膽堿以外,不能通過(guò)其他途徑生成膽堿。在這里,我們通過(guò)使用微流控和乳膠小球標(biāo)記鞭毛法,表征了大腸桿菌對(duì)0m M至50m M不同濃度果糖,以及對(duì)不同濃度膽堿的趨化和運(yùn)動(dòng)行為,以及果糖對(duì)大腸桿菌在物體表面聚集的影響�；谝陨峡紤],我們將通過(guò)添加不同營(yíng)養(yǎng)因子來(lái)系統(tǒng)研究細(xì)菌運(yùn)動(dòng)行為的改變以及趨化系統(tǒng)的變化。本論文的研究結(jié)果,主要有下面幾個(gè)方面:（1）果糖可以促進(jìn)大腸桿菌的生長(zhǎng),并且隨著濃度的增加,促進(jìn)效果增強(qiáng),當(dāng)濃度高于5m M后,促進(jìn)生長(zhǎng)的效果沒有繼續(xù)增強(qiáng)。（2）果糖顯著降低野生型大腸桿菌逆時(shí)針（CCW）轉(zhuǎn)動(dòng)速度,并且CCW轉(zhuǎn)動(dòng)速度在0.1m M,1m M,10m M濃度顯著性降低,但是對(duì)順時(shí)針（CW）轉(zhuǎn)動(dòng)速度... 

【文章來(lái)源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

大腸桿菌的形狀圖

第一章緒論5性[46]，故其受體蛋白具有高靈敏度。圖1.2大腸桿菌趨化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)示意圖Fig1.2SchematicdiagramofE.colichemotacticsignaltransductionnetwork（引自SourjikV,WingreenNS.Respondingtochemicalgradients:bacterialchemotaxis.CurrentOpinioninCellBiology.2012Apr;24(2):262-268）近年來(lái)，國(guó)外專家普遍通過(guò)描繪受體蛋白甲基化水平的改變速率與系統(tǒng)活性之間的關(guān)系曲線F（a）來(lái)測(cè)量趨化系統(tǒng)對(duì)外部刺激反映。例如，在2010年，Shimizu等研究過(guò)兩者之間的關(guān)系曲線[47-51]，兩年后，Yuan又更新了該曲線的測(cè)量方式，即采用較為簡(jiǎn)單的階躍響應(yīng)[52]，由此為后續(xù)對(duì)于趨化系統(tǒng)的研究拓寬了思路，提供了新的方向。前文提到，整個(gè)細(xì)菌的趨化系統(tǒng)包括3部分，當(dāng)然，科學(xué)家的研究并未止

合肥工業(yè)大學(xué)專業(yè)碩士研究生學(xué)位論文8大腸桿菌已被用作模型生物，廣泛用于研究分子生物學(xué)中的運(yùn)動(dòng)行為的研究。前文已針對(duì)大腸桿菌的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和鞭毛馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)方向以及兩者關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)論述。細(xì)菌想要向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，可通過(guò)逆針旋轉(zhuǎn)所有馬達(dá)將鞭毛凝結(jié)成螺旋束而實(shí)現(xiàn)；當(dāng)細(xì)菌想要原地打轉(zhuǎn)時(shí)，可通過(guò)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)馬達(dá)將鞭毛螺旋束打開而實(shí)現(xiàn)[76-80]。細(xì)菌可通過(guò)上述機(jī)制實(shí)現(xiàn)位置的移動(dòng)。具體如圖1.3所示。自然界的物種成千上萬(wàn)，每一種都經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程，當(dāng)然，單鞭毛生物也可通過(guò)鞭毛的擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)位置的移動(dòng)，如溶藻弧菌（Vibrioalginolyticus）[81]、新月柄桿菌（Caulobactercrescentus）[82]。其與大腸桿菌都存在鞭毛結(jié)構(gòu)，但因?yàn)楸廾珨?shù)量不同，因此運(yùn)動(dòng)方式各異[82-85]，不再贅述。圖1.3大腸桿菌的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)示意圖Fig1.3SchematicdiagramofthemovementstateofE.coli（引自openi.nlmnih.gov/detailedresult.php?img=3000427_pcbi.1001004.g001&req=4）1.4大腸桿菌的鞭毛馬達(dá)首先要指出的是，除了本節(jié)著重論述的大腸桿菌的鞭毛馬達(dá)，還存在各種結(jié)構(gòu)和功能各異的分子馬達(dá)，其在于胞體中，很大程度上影響著細(xì)胞的生命過(guò)程。迄今為止，生物學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的馬達(dá)就有很多種，例如解螺旋酶、鞭毛馬達(dá)等。前者沿DNA鏈進(jìn)行解螺旋，后者通過(guò)與大腸桿菌相似的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)制控制細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)形式。通過(guò)研究者對(duì)自然界中的生物進(jìn)行分析可知，其生物體內(nèi)存在各種類型的分子馬達(dá)。按細(xì)胞層面可將這些分子馬達(dá)分為兩大類，一類是位于原核細(xì)胞中的分子馬達(dá)，例如大腸桿菌的鞭毛馬達(dá)和沙門氏桿菌的鞭毛馬達(dá)等；另一類是位于真核細(xì)胞中的分子馬達(dá)，例如人體細(xì)胞中的肌動(dòng)蛋白、動(dòng)力蛋白、驅(qū)動(dòng)蛋白等。這兩類不同的分子馬達(dá)由于所處的細(xì)胞差異，或更進(jìn)一步說(shuō)是進(jìn)化的差異性

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]細(xì)菌運(yùn)動(dòng)及趨化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的研究[J]. 袁軍華.  中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)



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