A mathematical model of quorum sensing regulated EPS production in biofilm communities
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Biofilms are microbial communities encased in a layer of extracellular polymeric substances (EPS). The EPS matrix provides several functional purposes for the biofilm, such as protecting bacteria from environmental stresses, and providing mechanical stability. Quorum sensing is a cell-cell communication mechanism used by several bacterial taxa to coordinate gene expression and behaviour in groups, based on population densities. MODEL: We mathematically model quorum sensing and EPS production in a growing biofilm under various environmental conditions, to study how a developing biofilm impacts quorum sensing, and conversely, how a biofilm is affected by quorum sensing-regulated EPS production. We investigate circumstances when using quorum-sensing regulated EPS production is a beneficial strategy for biofilm cells. RESULTS: We find that biofilms that use quorum sensing to induce increased EPS production do not obtain the high cell populations of low-EPS producers, but can rapidly increase their volume to parallel high-EPS producers. Quorum sensing-induced EPS production allows a biofilm to switch behaviours, from a colonization mode (with an optimized growth rate), to a protection mode. CONCLUSIONS: A biofilm will benefit from using quorum sensing-induced EPS production if bacteria cells have the objective of acquiring a thick, protective layer of EPS, or if they wish to clog their environment with biomass as a means of securing nutrient supply and outcompeting other colonies in the channel, of their own or a different species.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».