Emergence of large-scale order in bacterial active matter
Bakteri tabanlı aktif madde sistemlerinde büyük ölçekli düzenli yapıların oluşumu
- Tez No: 684623
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. AŞKIN KOCABAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyofizik, Biophysics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 48
Özet
Bakteri kolonilerinin büyümesi sırasında, kompleks etkileşimler bakterilerin yönelimlerini düzenler. Bu durum topolojik defektler ve mikro düzenli alanlar gibi büyük ölçekli düzenli yapıların oluşumunu sağlar. Bu yapılar bazı bakteri türlerine, kolonizasyon sırasında istilacı avantajlar sağlayabilir. Büyüyen kolonilerin aktif madde dinamikleri, bu düzenli yapıların ortaya çıkmasına neden olur. Bununla birlikte, ek biyomekanik etkiler de bu süreçte önemli bir rol oynamaktadır. Bu tezde, kalabalık bakteri kolonilerinin kapalı bir alanı işgali sırasında, içe doğru büyümeden dolayı, güçlü radyal bir yönelim oluşturduğunu gösteriyoruz. Bu süreç sırasında, büyüme geometrisi sanal bir sınırlama oluşturarak hız profilini belirler. Bu şekilde bir büyüme sırasında, çubuk şeklindeki bakteriler etrafındaki akış kaynaklı hizalama etkisi ve tork dengesi önemli ölçüde farklılaşır ve radyal yönde, kararlı bir oryantasyon dengesi oluşturur. Analizlerimiz, bu yönelimsel defektlerin dinamiklerinin bakteri uzunluğuna bağlı olduğunu ve bu sebepten dolayı, lokal besin kaynaklarının etrafında, uzun bakterilerin daha avantajlı olduğunu ortaya koydu. Mevcut sonuçlar, yapısal düzenin altında yatan yeni bir mekanizmaya işaret etmektedir ve ayrıca karmaşık yüzeylerde bakteri üremesinin dinamikleri hakkında yeni mekanik bilgiler vermektedir.
Özet (Çeviri)
During colony growth, complex interactions regulate the bacterial orientation, leading to the formation of large-scale ordered structures, including topological defects and microdomains. These structures may benefit bacterial strains, providing invasive advantages during colonization. Active matter dynamics of growing colonies drives the emergence of these ordered structures. However, additional biomechanical factors also play a significant role during this process. Here we show that the velocity profile of growing colonies creates strong radial orientation during inward growth when crowded populations invade a closed area. During this process, growth geometry sets virtual confinement and dictates the velocity profile. Herein, flow-induced alignment and torque balance on the rod-shaped bacteria significantly differed, resulting in new stable orientational equilibrium in the radial direction. Our analysis revealed that the dynamics of these orientational defects depend on bacterial length and can promote the survival of the longest bacteria around localized nutritional hot spots. The present results indicate a new mechanism underlying structural order and provide mechanistic insights into the dynamics of bacterial growth on complex surfaces.
Benzer Tezler
- Development of enzyme-based coating methods for the prevention of bacterial biofilm formation
Bakteriyel biyofilm oluşumunu engellemeye yönelik enzim bazlı kaplama yöntemlerinin geliştirilmesi
ABDULLAH SERT
Doktora
İngilizce
2014
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEVİN GÜL-KARAGÜLER
PROF. DR. MELEK TÜTER
- Kurkuminin antibakteriyel aktivitesinin ve gentamisin sülfat ile sinerjistik etkisinin araştırılması
Investigation of antibacterial activity of curcumin and synergistic effect with gentamicin sulfate
BENSU BAYLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
MikrobiyolojiTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiTıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERNA ERDAL
- Partitioning graph databases via access patterns
Çizge veri tabanlarını erişim örüntüleri ile bölümleme
VOLKAN TÜFEKÇİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAN ÖZTURAN
- Büyük ölçekli projelerin ekonomik ve mekânsal coğrafyası: İstanbul örneği
Economic and spatial geography of large-scale projects: The case of İstanbul
AYÇA ÇELİKBİLEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Şehircilik ve Bölge PlanlamaYıldız Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASUMAN TÜRKÜN
- Yeniden işlevlendirilen gazhanelerin toplumsal bellek bağlamında değerlendirilmesi: İstanbul Hasanpaşa Gazhanesi örneği
Evaluation of re-functioned gasworks in the context of collective memory: The case of Hasanpasa Gaswork, İstanbul
ÖZGE KURU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiKentsel Tasarım Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLDEN DEMET ORUÇ ERTEKİN