BacFlash 역학의 세포외 형광 기록은 두 가지 뚜렷한 양성자 배출 모드를 밝히다

BacFlash는 조절된 양성자 배출에 의해 구동되는 동기화된 세포 내 알칼리화, 막 탈분극, 활성 산소종(ROS) 생성을 특징으로 하는 최근에 보고된 일과성 세균 과정입니다. 이 현상은 세균에서 이전에 인식되지 않았던 빠른 생리적 조절 모드를 보여줍니다. BacFlash 역학 연구를 위한 현재의 기술들은 pH, 막 전위 또는 ROS에 민감한 유기 염료 또는 형광 단백질을 이용한 세포 내 형광 표지에 의존합니다. 본 연구에서는 단일 세포 수준에서 BacFlash 관련 양성자 역학을 실시간으로 모니터링하기 위한 세포외 무표지 형광 이미징 전략을 도입했습니다. 개별 대장균 세포를 펨토리터 규모 마이크로웰에 가둬 세포외 완충을 최소화함으로써, 이전에 보고되지 않은 세포당 초당 약 10^5-10^6 양성자의 일시적 배출을 직접 정량화했습니다. 알칼리 조건 하 추가 분석을 통해 양성자 배출률과 지속 시간 면에서 한 자릿수 이상의 차이를 보이는 두 가지 동역학적으로 뚜렷한 BacFlash 형태를 발견했습니다. 이 동적 패턴들은 자외선 자극에 의해 더욱 조절되었습니다. 우리의 발견은 BacFlash가 확률적 변동이 아니라 조절 가능하며 대사와 연계된 신호 과정임을 시사합니다. 게다가 단일 세포 해상도에서 양성자 이동을 정량화하는 능력은 세균 바이오에너지학 및 양성자 구동 생리학적 과정을 표적으로 하는 항미생물 전략의 기계적 연구에 새로운 길을 엽니다.