近日，电子科技大学基础与前沿研究院赵坤教授、王淼啸教授团队在国际微生物生态学权威期刊 The ISME Journal（ISME J） 上发表题为 “Influence of cell-cell distance on the ecology and evolution of microbial communities” 的综述论文，该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助。基础与前沿研究院博士研究生黄瑷琳为论文第一作者，基础与前沿研究院王淼啸教授为论文通讯作者，赵坤教授、北京大学聂勇副研究员、瑞士苏黎世联邦理工学院Divvya Ramesh博士为论文共同作者，电子科技大学基础与前沿研究院为论文第一署名单位。
在自然环境中，微生物通过复杂的相互作用形成群落，共同驱动生态系统功能。然而，传统微生物生态研究通常基于充分混合体系，将微生物群落视为均匀分布的整体，忽略了微生物细胞之间存在高度异质的空间距离。事实上，在土壤颗粒、生物被膜、海洋颗粒、根际环境以及宿主黏膜等空间结构化生态系统中，微生物细胞间距离通过决定微生物相互作用，深刻影响群落组装和演化过程。
该综述系统总结了微生物细胞间距离的调控因素及其对微生物互作的影响机制。论文提出，细胞间距离与微生物互作之间并非简单的线性关系。例如，较短距离能够促进营养物质交换，但同时也可能增强资源竞争和拮抗作用。因此，微生物间相互作用类型可随空间距离动态改变；群落也可通过调节空间结构，在合作收益与竞争成本之间达到动态平衡，形成适应环境条件的最佳空间组织模式。此外，该综述总结了近年来用于解析和操控微生物空间结构的新兴技术，包括单细胞显微成像、自动化图像分析，以及微流控和生物打印等空间工程技术。这些方法的发展使研究人员能够在微米尺度精准测量和调控细胞位置，为从“理解微生物群落”迈向“设计微生物群落”提供了新的技术基础。
The ISME Journal创刊于2007年，是国际微生物生态学会（International Society for Microbial Ecology, ISME）官方旗舰期刊，也是微生物生态学领域公认的顶级学术期刊之一，2025年影响因子为10.2，在JCR生态学（Ecology）学科205种期刊中排名第7。这是电子科技大学首次以第一单位在该期刊发表论文。该综述提出的生态学理论框架，为理解复杂微生物群落的空间组织规律以及人工设计稳定、高效微生物组提供了新的理论基础。
网址：https://doi.org/10.1093/ismejo/wrag199
第一作者：黄瑷琳，电子科技大学2022级博士研究生，导师为赵坤教授，主要研究方向为口腔微生物被膜形成机制、生物被膜中微生物间互作机制。在ISME Journal、Applied and Environmental Microbiology等期刊上发表学术论文数篇。
通讯作者：王淼啸，教授，博士生导师，国家级青年人才计划（海外）入选者。中国生物工程学会合成生物学分会委员，主持国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金青年基金项目（C类）等。在Nature Water, PNAS, ISME Journal, Cell Systems, Cell Reports等期刊上发表学术论文30余篇。
赵坤教授、王淼啸教授团队聚焦于介观尺度上的微生物、物理以及生物医学工程的交叉方向。主要利用先进的光学显微技术、细胞追踪技术、合成生物学技术等，结合数理模型和人工智能方法，开展单细胞水平上的定量微生物学研究，具体研究方向包括：解析微生物体系中细胞行为的调控机制；理解微生物细胞间及与环境的互作机理；合成微生物组理性设计的定量原理；实现微生物体系的操控、重构与应用。
