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显微镜下的细菌 结核病的新生长模型

作者: 武汉新闻网 更新时间: 2020年02月14日 16:37:14 游览量: 150

简述:

几个世纪以来,科学家一直凝视着显微镜的镜头,看着细菌(有些是圆形的,有些是棒状的)在眼前繁殖。然而,关于细

几个世纪以来,科学家一直凝视着显微镜的镜头,看着细菌(有些是圆形的,有些是棒状的)在眼前繁殖。然而,关于细胞如何生长和分裂的许多细节仍被隐藏,部分原因是缺乏解决该过程的技术。EPFL的工程师,生物学家和物理学家团队现在使用了一系列最先进的显微镜,以发现对分枝杆菌生长的新见解,该分支杆菌家族包括负责结核病的芽孢杆菌。《自然通讯》(Nature Communications)的一篇论文中描述的这一过程可能在抗生素抗性和其他细菌防御机制中起作用。

显微镜下的细菌 结核病的新生长模型

关于细菌生长的争论

分枝杆菌是杆状生物,长度通常为百分之一米。要相乘,它们拉长然后在中间分开。每个新单元都有两个末端或两极:第一个从母单元继承(旧单元极),第二个在分裂过程中形成(新单元极)。

细菌的生长方式会影响其对抗生素的敏感性。到目前为止,分枝杆菌的生长一直以两种相互竞争的理论为特征:单极模型(仅在旧细胞极(从母细胞继承的末端)生长)和双极模型(两个极在相同位置生长)直到细胞长到足以分裂为止。

由格奥尔格·范特纳(Georg Fantner)教授领导的物理学家和工程师与约翰·麦金尼(John McKinney)教授的实验室合作,解决了这一争议。

结合两种成像技术

“这两个竞争模型之所以存在,是因为先前的实验缺乏时空分辨率,无法给出确切的答案,” Georg Fantner教授说。为了以足够高的分辨率观察生长过程,研究小组使用了两种延时成像方法:原子力显微镜和光学显微镜。

该论文的主要作者梅兰妮·汉内贝尔说:“使用光学显微镜,我们可以看到细胞内部,但是看不到太多细节。” “另一方面,原子力显微镜可提供纳米级分辨率,但无法在细胞内部看到。我们必须将两种技术结合起来才能获得所需的信息。”

两阶段增长机制

EPFL跨学科团队证明,真理位于这两种理论之间。最初,旧的细胞杆的生长速度比新的细胞杆快得多。但是,在分裂前不久,新的细胞极从缓慢的生长过渡到了快速的生长,达到了与继承细胞相同的速率。新模型的名称为“双相”,反映了这一两阶段过程。

双相分裂机制似乎使分枝杆菌具有生存优势。美国的研究人员最近证明,当被迫遵循更对称的生长方式时,这些生物体对特定抗生素的抵抗力就会降低。麦金尼教授说:“我们仍然没有解释。” “我们所知道的是,增长机制与抵抗之间存在联系;现在的挑战是找出原因。” 解决这个难题比听起来听起来更紧迫。结核分枝杆菌是最著名的物种,也是世界上最致命的传染病的根源,该病每年导致150万人死亡-耐药菌株变得越来越普遍。

文章链接://jksh/22140.html

文章标题:显微镜下的细菌 结核病的新生长模型