Physik des kollektiven Schwärmens von Bakterien

photo of migrating bacteria
Massenmigration von Bakterien: 10 bis 12 Stunden lang vermehrt sich B. Subtilis auf der Stelle (weißer Fleck rechts unten), um dann innerhalb von zwei bis drei Stunden auswärts zu wandern (verzweigte Strukturen).

mit Marc Hennes, Julien Tailleur, Kassem Hamze, Lina Hamouche, Soumaya Laalami, Harald Putzer, Simone Séror, Barry Holland, Mehdi Banaha, …

Die meisten Bakterien sind erstaunlichen kollektiven Verhaltens fähig. Die Massenausbreitung (mass swarming auf Englisch) ist vermutlich ein erster Schritt in der Bildung von Biofilmen, welche Bakterien extrem resistent macht gegen Antibiotika, das Immunsystem (im Körper), oder Reinigungsmittel (in Kanalisationen, auf medizinischem Gerät). Das Verständnis der beteiligten Mechanismen ist noch sehr unvollständig. Einige Schlüssel zur Antwort wurden jedoch vielleicht kürzlich von einer Forschungsgruppe um Kassem Hamze, Daria Julkowska, Simone Seror et Barry Holland am Institut für Molekulargenetik (IGM) in Orsay gefunden: Bacillus subtilis schwärmt erst nach massiver Produktion eines Tensids namens Surfactine, und auch dann nur nach Ausbildung zusätzlicher Geisseln zur Erhöhung der Motilität der Schwarmzellen.

Wir wollen verstehen, welche physikalischen Mechanismen und Kräfte das Schwärmen auslösen und seine Dynamik bestimmen. Dazu erforschen wir zum Beispiel den Einfluss der Luftfeuchtigkeit oder der Härte des Substrats.

*B. subtilis*-Schwarm auf der Oberfläche eines Gels

Last modified: 18 Jul 2020