Metabolic activity affects the response of single cells to a nutrient switch in structured populations
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Notice bibliographique
Résumé
Microbes live in ever-changing environments where they need to adapt their metabolism to different nutrient conditions. Many studies have characterized the response of genetically identical cells to nutrient switches in homogeneous cultures; however, in nature, microbes often live in spatially structured groups such as biofilms where cells can create metabolic gradients by consuming and releasing nutrients. Consequently, cells experience different local microenvironments and vary in their phenotype. How does this phenotypic variation affect the ability of cells to cope with nutrient switches? Here, we address this question by growing dense populations of Escherichia coli in microfluidic chambers and studying a switch from glucose to acetate at the single-cell level. Before the switch, cells vary in their metabolic activity: some grow on glucose, while others cross-feed on acetate. After the switch, only few cells can resume growth after a period of lag. The probability to resume growth depends on a cells' phenotype prior to the switch: it is highest for cells cross-feeding on acetate, while it depends in a non-monotonic way on the growth rate for cells growing on glucose. Our results suggest that the strong phenotypic variation in spatially structured populations might enhance their ability to cope with fluctuating environments.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 découle