Ice-nucleating bacteria control the order and dynamics of interfacial water

动力学(音乐) 细菌 冰核 化学 生物 成核 物理 遗传学 有机化学 声学
作者
Ravindra Pandey,Kota Usui,Ruth A. Livingstone,Sean A. Fischer,Jim Pfaendtner,Ellen H. G. Backus,Yuki Nagata,Janine Fröhlich‐Nowoisky,Lars Schmüser,Sergio Mauri,Jan Frederik Scheel,Daniel Knopf,Ulrich Pöschl,Mischa Bonn,Tobias Weidner
出处
期刊:Science Advances [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:2 (4) 被引量:228
标识
DOI:10.1126/sciadv.1501630
摘要

Ice-nucleating organisms play important roles in the environment. With their ability to induce ice formation at temperatures just below the ice melting point, bacteria such as Pseudomonas syringae attack plants through frost damage using specialized ice-nucleating proteins. Besides the impact on agriculture and microbial ecology, airborne P. syringae can affect atmospheric glaciation processes, with consequences for cloud evolution, precipitation, and climate. Biogenic ice nucleation is also relevant for artificial snow production and for biomimetic materials for controlled interfacial freezing. We use interface-specific sum frequency generation (SFG) spectroscopy to show that hydrogen bonding at the water-bacteria contact imposes structural ordering on the adjacent water network. Experimental SFG data and molecular dynamics simulations demonstrate that ice-active sites within P. syringae feature unique hydrophilic-hydrophobic patterns to enhance ice nucleation. The freezing transition is further facilitated by the highly effective removal of latent heat from the nucleation site, as apparent from time-resolved SFG spectroscopy.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
月亮完成签到,获得积分10
刚刚
3-HP发布了新的文献求助20
刚刚
凡嘻嘻发布了新的文献求助10
刚刚
利好完成签到,获得积分10
1秒前
小张同学完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Hello应助今晚打老虎采纳,获得10
2秒前
蓝湛完成签到 ,获得积分10
2秒前
chang发布了新的文献求助10
2秒前
CHEN完成签到,获得积分10
2秒前
kkkkpoa完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
坚强的钥匙完成签到,获得积分10
2秒前
orixero应助Bonny采纳,获得10
2秒前
3秒前
quit6927完成签到,获得积分10
3秒前
echo_完成签到,获得积分10
3秒前
wdluhe完成签到,获得积分10
5秒前
隐形霸完成签到,获得积分10
5秒前
神勇的冰姬完成签到,获得积分10
5秒前
嘟呜完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
姜雪莲完成签到,获得积分10
6秒前
孙欣宇完成签到,获得积分10
6秒前
小豆同学完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI6.1应助ccc采纳,获得10
6秒前
风趣的以筠完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
酷波er应助高震采纳,获得10
8秒前
8秒前
胖豆发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
Tong完成签到,获得积分0
9秒前
9秒前
Lucas应助要减肥宛儿采纳,获得10
9秒前
ss完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
Lily完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
斯文松鼠完成签到 ,获得积分10
11秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6556643
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8340561
关于积分的说明 17869527
捐赠科研通 5675268
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2940630
邀请新用户注册赠送积分活动 1916539
关于科研通互助平台的介绍 1787340