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有什么可以细菌的结构告诉我们抵抗感染?

用于确定细菌的细胞壁强度的新技术可以创建更有效地打击传染病所需要的见解。

Simple bacteria illustration in purple and beige

任何了解,进入细胞的弱点是很重要的信息。 | istock / monkik

菌。有时我们不能忍受他们,但有一个是我们生活中不可缺少日益认识他们。

无论是致病的病原体或生活在被称为微生物组社区有益物种,科学家同意一两件事 - 我们需要更多地了解细菌,它们尤其它们是如何建造和怎样生活在一起。

“今天我们研究细菌的一小集,”说 王波在手机赌博赌场生物工程学助理教授。 “我们需要新的方法来知己知彼这些生物找出是什么使他们落,以及新颖的方法来鉴别物种仍然在阴影中的广大”。

小区里干什么能挣钱

研究者描述了本膨胀显微技术在 一纸 公共科学图书馆·生物学. KC黄,生物工程微生物学和免疫学和纸张的合着者和教授解释说,是细胞的强度和多少将这种治疗下扩大之间的直接连接。更可扩展的细胞,它的墙壁较弱,反之亦然,信息,努力打击细菌感染的关键。

“大量的研究主要集中在如何通过细胞壁得到的抗生素,使他们能够生效,”黄说。 “没有办法深入了解细胞的生存特点和薄弱环节,意味着我们可以消除侵略者更有效。”

探测微生物

除了对抗疾病,研究人员相信他们的技术将被证明在微生物的研究,认为研究不只是一个单一的细菌种类,但怎么种的生态系统共同努力一个新兴的领域同样有用。有在每一个微生物物种的多样化集合,他们的环境可能是地狱。在肠道细菌比在高峰时间地铁乘客挤满更紧,而且除了推推搡搡,他们定期与酸浇上。扩展镜提供了这些细菌在压力下如何生存,使科学家能够在艰难的细胞在人群招标单独的新信息。

“这种技术揭示一些关于以前隐藏的细菌的性格或人格,”王说。

一个社区内的细胞通常是由它们的形状或颜色识别的,所以膨胀阻力提供的理解下一个维度:硬度。 “有人告诉你之后的对象是什么样子,你想知道未来的事情是什么样的感觉,”黄说。 “扩张显微镜使得触摸东西,你可以看到这个意义上。”

肥皂和水凝胶

空出来之前测试细胞,王的研究小组使用了特殊的肥皂溶解周围所有的细菌膜,和酶溶解大部分的生命物质在他们里面。的关键扩展技术是他们开发绘制称为水凝胶到这些细菌秕材料的制造方法。一些水凝胶,像那些在一次性尿布使用,扩大时,他们吸收液体。研究者嵌入它们的细菌弹入水凝胶,其固化在细胞的内部。当研究人员加水,水凝胶扩大。具有很强的细胞壁的细菌维持它们的尺寸,而其他充气到不同程度。

研究人员测试了沙门氏菌的技术,食物中毒的主要原因。当有人被感染,防守的细胞,称为巨噬细胞发现并吞噬细菌。让对沙门氏菌的巨噬细胞蚕食后,研究人员把这些身经百战细菌带入水凝胶。时间越长,细菌已经受到攻击了,他们越扩大,表明巨噬细胞打破沙门氏菌细胞壁。出乎意料的是,有些细胞似乎比别人,这为战略,以治疗沙门氏菌感染的关键信息强硬。研究人员还进行了对植物乳杆菌,已被证明,以防止败血症在印度婴幼儿常见的益生菌他们的压力测试。乳酸菌了会阻止其膨胀,这使得研究人员能够很容易地从当它们在混合群体相邻细菌区分它非常强的细胞壁。

王说,新技术的强大之处是,它将与科学家已经在他们的处置许多其他显微镜工具的工作。过程相对简单,很容易让研究人员故意拨弄细菌来衡量他们的坚定性,无论他们是经过充分研究和先前未知的。

“像这样的工具可以通过使约广泛提供给外地细胞的基本性质的新信息扩展探索的步伐,”王说。

其他作者包括化学工程秦健的助理教授,博士后学者迎宾LIM和研究生玛格丽塔khariton和塞缪尔河嘶叫。前斯坦福博士后学者安东尼湖寒战,keara米。车道,和凯瑟琳·米NG也推动了这项工作。

这项研究是由美国国家卫生研究所,手机赌博赌场的艾伦发现中心,宝来惠康基金,贝克曼青年科学家奖的支持,以及灿扎克伯格biohub。