Unter Verwendung einer innovativen Einheit mit mikroskopischen Kammern, haben Forscher von vier Institutionen, einschließlich Johns Hopkins, wichtige neue Informationen aufgelesen über, wie Bakterien in den feindlichen Umgebungen überleben, indem sie die antibiotikaresistenten Gemeinschaften bilden, die Biofilms angerufen werden.
Diese Biofilms spielen Schlüsselrollen in der zystischen Fibrose, in den Harnwegsinfektionen und in anderen Krankheiten, und die Forscher sagen, dass ihre Ergebnisse in der Entwicklung von neuen Behandlungen und von Präventivmaßnahmen helfen konnten.
„Es gibt eine Vorstellung, dass einzellige Organismen asozial sind, aber der wird irregeführt,“ sagte Andre Levchenko, Assistenzprofessor der biomedizinischen Technik in der die Weißfisch-Ingenieurschule der Universität John Hopkins und in einem Teilnehmer des Instituts der Universität für Nanobiotechnologie. „Wenn Bakterien sind, unter Druck-denen die Geschichte von ihrem Lebensdauer-sie ist, verbünden Sie sich und bilden Sie dieses Kollektiv, das einen Biofilm angerufen wird. Wenn Sie natürlich vorkommende Biofilms betrachten, haben sie sehr schwierige Architektur. Sie sind wie Städte mit Kanälen, damit die Nährstoffe, zum herein zu gehen und der Abfall erlischt.“
Mit einem besseren Verständnis, von wie und von warum Bakterien bilden Biofilms, Forscher in der Lage sind, Aktivität in den bakteriellen Gemeinschaften zu stören und schädliche Effekte auf ihre menschlichen Hauptrechner zu blockieren möglicherweise. Die Ergebnisse des Teams wurden in einem Artikel einzeln aufgeführt, der im Punkt Im November 2007 der Zapfen Öffentlichen Bibliothek der Wissenschafts-Biologie veröffentlicht wurde.
Im Artikel die Forscher von Johns Hopkins; Virginia-Technologie; University of California, San Diego; und Lund-Universität in Schweden berichtete über die Beobachtung der Bakterien Escherichia Coli, die in verkrampften Zuständen einer neuen microfluidic Einheit wächst. Die Einheit, die Wissenschaftlern erlaubt, nanoscale Volumen Zellen in gelöster Form zu verwenden, enthält eine Reihe kleine Kammern von verschiedenen Formen und die Größen, die die Bakterien gleichmäßig verschoben in einem Kulturmedium halten.
Levchenko und seine Kollegen zeichneten das Verhalten von einzelnen Schichten Zellen unter Verwendung der Echtzeitmikroskopie auf. Computerbaumuster validierten ihre Versuchsergebnisse und konnten das Verhalten anderer bakterieller Spezies unter ähnlichem Druck voraussagen. „Wir waren überrascht, dass die Zellen, die in den Kammern von allerlei Formen wachsen in sich allmählich, in hohem Grade regelmäßige Zellen organisierten,“ Levchenko zu finden sagten. „Das Computerbaumuster geholfen, zu erklären, warum dieses geschah und wie es möglicherweise würde verwendet durch die Zellen, um Überlebenschancen zu erhöhen.“
Die microfluidic Einheit, die gemeinsam mit Labor Alex Groismans an UCSD konstruiert und fabriziert wurde, lässt die Zellen und aus in die Kammern heraus frei fließen. Prüfungsvolumen in den Kammern waren in der Nano-liter Reichweite und erlaubten Sichtbarmachung von einzelnen Escherichia- Colizellen. Labor Ann Stevens an Virginia-Technologie half, neue Spannungen von Bakterien zu erzeugen, die Sichtbarmachung von den einzelnen Zellen ermöglichten, die in einem einlagigen gewachsen wurden.
Hojung Cho, ein Doktorand biomedizinischer Technik Johns Hopkins von Levchenkos Labor und führender Autor der Fachartikel, auf Video die allmähliche Selbsteinteilung und den etwaigen Bau von bakteriellen Biofilms über einen 24-stündigen Zeitraum, unter Verwendung der Echtzeitmikroskopietechniken erfasst. Die Experimente wurden an die Formungsanalyse angepasst, die gemeinsam mit Chos Kollegen in Lund entwickelt wurde. Bilder wurden unter Verwendung der Hilfsmittel analysiert, die mit der Teilnahme von Bruno Jedynak der Johns- HopkinsMitte für Darstellungs-Wissenschaft entwickelt wurden.