研究背景及結論：生物學驅動研究的一個主要主題是關系在形式和功能之間的關系。了解多細胞生物的進化過程的好處。研究人員展示了細菌的生物膜銅綠假單胞菌產生的結構使細胞最大化繁殖。開發了一個資源的數學模型菌落特性中的有效性和代謝反應。這一分析準確地預測了兩者的實測分布電子受體類型-氧，可從由大氣、苯那嗪、氧化還原活性抗生素產生這種細菌。利用該模型，證明了幾何模型的正確性菌落結構在生長效率方面是最優的。

微電極的具體使用方法介紹：生物膜表面的氧剖面濃度的測試使用小型克拉克式氧傳感器(Unisense;10-μm尖端直徑)，三維操作器(Unisense)控制測試進入生物膜內的深度。微電極被連接到一個皮安放大器主機上(Unisense)，于-800 mV下極化。采用大氣氧源和零氧值兩點標定系統對傳感器進行標定。所有校準讀數和輪廓測量均使用SensorTrace Pro 2.0軟件(Unisense)獲得。

水平(A)和垂直(B)的結構銅綠假單胞菌菌落生物膜。菌落長大了空氣暴露于1%的色氨酸，1%瓊脂上5天標尺代表0.5厘米。(C)模擬濃度脊內的氧氣

生長4天老菌落生物膜的氧濃度(A)基區(B)脊區。測量數值由點給出，模擬由實曲線表示我們對生長5 d以上的37個基本剖面和27個山脊剖面進行了測量，A和B的數據代表了觀測剖面內濃度的變化。箭頭表示生物膜表面的頂部。

基質區域的測量氧氣濃度剖面(A)和(B)生長在含有21%的氧氣環境下的Δphz菌落。

延伸閱讀

銅綠假單胞菌生物被膜的結構、形成

什么是生物被膜（biofilm）？

指細菌為了適應外部的生存環境而黏附于非生物或活性組織的表面，分泌多糖基質將細菌體聚集包繞于其中形成的膜樣物，形成一種與浮游細菌不同生長方式的具有高度組織結構性的微生物群落。

生物被膜的結構復雜，從外到內包括：

主體層

連接層

條件層

基質層

銅綠假單胞菌生物膜：結構異質性

表面附著大量的血小板細胞碎片和各種代謝物；

被膜內不同部位，基因上相同的細菌，有各自的基因表達模式，表現出完全不同的特征。

體內生物被膜的形成：

形成調節膜：液體、蛋白吸附層；

可逆性附著：浮游細菌和黏附細菌動態的平衡；

不可逆性黏附：藻酸鹽起著連接和支撐的作用，逃避免疫；

微菌落形成：圍繞著水通道形成，運送營養物質、代謝產物等，排出廢物；

播種型擴散：細菌通過主動機制發生擴散，感染遷延難愈的重要原因。