#實力科普#【迄今為止最清晰的活體細菌圖像】這是迄今為止最清晰的活細菌圖像,揭示了包裹細菌保護層的複雜結構,這使得它們更難被抗生素殺死。圖像上是一種具有保護層的細菌——革蘭氏陰性細菌,表面分布著較強和較弱的“點位”,這或許可以成為抗生素的靶向。

細菌外膜是對抗抗生素的強大屏障,也是感染性細菌對藥物治療產生抗藥性的重要因素,但此前研究人員並不清楚細菌的防禦障礙是如何組合在一起。目前通過從分子至細胞尺度研究活細菌,我們可以看到膜蛋白如何形成一個網路,跨越細菌整個表面,為不含蛋白質的斑點留下小空隙,這表明這道外膜螢幕可能並不難突破或者覆蓋細菌,但可能存在較強或者較弱的點位,成為抗生素靶向。

蘭氏陰性細菌的保護層外膜含有密集的蛋白質網路,同時交替存在不包含蛋白質的斑塊,這些斑塊含有密集的糖脂分子,從而保持細菌外膜更緊密。這是一項非常重要的發現,因為革蘭氏陰性細菌堅硬的外膜阻止某些藥物和抗生素穿透細胞,該細胞外膜導致一些細菌(鮑曼氏杆菌、綠膿杆菌、沙門氏菌和大腸杆菌)的耐藥性比蘭氏陰性細菌更強。

為了更好地理解細菌外膜結構,科學家在活體大腸杆菌上放置一根小針,從而“感受”它的整體形狀,由於針尖僅有幾納米寬,可使我們觀察到細菌表面的分子結構。由此產生的圖像顯示,細菌的整個外膜布滿了蛋白質微孔,這些蛋白質允許營養物質進入,同時阻止毒素進入。

更令人驚訝的是,這些圖像還顯示出一些似乎不含蛋白質的斑塊,這些斑塊含有糖脂,通常存在於革蘭氏陰性細菌表面,此外,由於發生突變,當部分細菌外膜被翻轉時,就會形成一種不同類型的丘疹樣斑塊。在這種情況下,這些突變缺陷的出現與杆菌肽的敏感性增強有關,使得抗生素僅對革蘭氏陽性菌有效,但對革蘭氏陰性菌無效。

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蔡贇
2022/01/19 00:30
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