Livets geometri:Fysikere bestemmer, hvad der styrer væksten af ​​biofilm

I naturen vokser bakterier ofte som biofilm, som er komplekse fællesskaber af celler, der klæber til overflader. Biofilm findes i en lang række miljøer, fra den menneskelige krop til havbunden. De kan være gavnlige, såsom dem, der hjælper os med at fordøje mad eller rydde op for forurening. De kan dog også være skadelige, såsom dem, der forårsager infektioner eller tilstopper rør.

Dannelsen af ​​biofilm er en kompleks proces, der påvirkes af en række faktorer, herunder tilgængeligheden af ​​næringsstoffer, tilstedeværelsen af ​​andre mikroorganismer og overfladens fysiske struktur. Fysikere ved University of California, Santa Barbara har nu identificeret en ny faktor, der styrer biofilmvækst:overfladens geometri.

Forskerne brugte en kombination af eksperimenter og computersimuleringer til at vise, at overfladens form kan bestemme størrelsen og formen af ​​biofilm. For eksempel fandt de ud af, at biofilm dyrket på flade overflader var større og mere ensartet end biofilm dyrket på buede overflader. Dette skyldes, at overfladens krumning skaber en gradient af næringsstoffer, hvor flere næringsstoffer er tilgængelige i bunden af ​​biofilmen end i toppen. Denne gradient får biofilmen til at vokse fortrinsvis i bunden, hvilket fører til en mindre og mere uregelmæssig biofilm.

Forskernes resultater har betydning for forståelsen af, hvordan biofilm dannes og vokser i en række forskellige miljøer. Denne information kan bruges til at udvikle nye strategier til at kontrollere vækst af biofilm, som kan have anvendelser inden for en række forskellige områder, såsom medicin, industri og miljøvidenskab.

Undersøgelsen er publiceret i tidsskriftet Physical Review Letters.