Diffusion Dynamics in Biofilms with Time-Varying Channels
Yanahan Paramalingam and Adam Noel
生物膜是一种独立的细菌群落,它使用称为自导体(AIs)的信号分子,通过法定人数传感过程协调反应。 生物膜具有双重作用,既能对抗抗菌素耐药(AMR),又利用其在生物加工中的潜力,因为它们的产品具有商业潜力。 以前的工作已经证明了一些生物膜中独特的各向异性通道几何如何影响AIs的传播。 本文中,将2D各向异生物膜通道模型扩展为时间变化通道(TVC),以表示水通道发展时成熟阶段的扩散动力学。 由于成熟与各向异性的发展有关,时间变化模型捕获了从各向异性扩散到各向异性扩散的转变。 基于粒子的模拟结果说明了 TVC 是如何结合各向异性和各向异性扩散的传播特征的混合场景的。 这种混合行为与生物膜成熟度相一致。 TVC的进一步研究包括对相互信息(MI)的表征,该特征表明,增加的AI计数,减少的发射器 - 接收器距离,更大程度的各向异性,以及更短的符号间干扰长度增加了MI。 最后,简短的尺寸分析演示了各向异通道结果对较大生物膜和时间尺度的可扩展性。
A biofilm is a self-contained community of bacteria that uses signaling molecules called autoinducers (AIs) to coordinate responses through the process of quorum sensing. Biofilms exhibit a dual role that drives interest in both combating antimicrobial resistance (AMR) and leveraging their potential in bioprocessing, since their products can have commercial potential. Previous work has demonstrated how the distinct anisotropic channel geometry in some biofilms affects AIs propagation therein. In...