2016年9月19日，国际知名学术期刊PNAS以长文在线发表了北京大学生物动态光学成像中心白凡课题组与英国爱丁堡大学Teuta Pilizota课题组的合作研究成果，题为“Dynamics of Escherichia coli’s passive response to a sudden decrease in external osmolarity”。

细菌在多变的渗透压环境中依赖于机械感应调控而存活。针对细菌机械力感应和调控机制的研究对于理解细菌在复杂宿主和环境中的生存有着重要意义。因此，对于细菌机械力感应和机械敏感性通道的研究成为了一个热点。机械敏感性通道在之前的体外研究中展现出其在细菌渗透胁迫响应的重要作用，但是体内研究较少，而且集中在针对细菌种群存活的研究上。

Teuta Pilizota实验组和白凡实验组在单细胞水平上观察并描述了大肠杆菌对低渗冲击的被动机械敏感性响应过程，发现了低渗冲击响应的不同阶段及其活动特征。越强的低渗冲击会导致越强的细胞膨胀，并且在野生型细胞中可能导致越强的过量体积回复，而且这种特征在渗透冲击强度增加到一定程度时发生饱和。研究人员通过突变体比较分析和数学建模模拟，初步阐释了MscL和MscS通道在低渗冲击响应中的作用主要是在细胞膜壁张力达到阈值后，允许细胞内外的水和溶质顺着其化学势梯度发生迁移，同时细胞内液会顺着机械压强梯度向胞外迁移。机械敏感性门控通道的活动使得被动机械敏感性响应过程有着体积快速上升慢速下降的特点，同时在某些条件下会使得细胞体积在低渗冲击响应过程中变得比初始体积更小。此外，研究人员还发现，在细胞体积降至初始体积之下后，体积的恢复过程可能与钾离子的主动转运有关。这项工作对于进一步研究细菌渗透压调节以及细菌的胁迫响应具有重要的意义。