研究は細菌の秘密の生命に新しい洞察力を提供します

総合的な遺伝の 「スイッチ」を持つ細菌は抗生物質が別様に働くことをと私達考えた示します

細菌感染は米国の入院患者の第 1 死因であり、抗生物質抵抗力がある細菌は増加して、数万の死を毎年引き起します。 新しい 「superbugs しか」、目標としないためにしかしまた既存の薬剤をターゲットに対してより有効にさせるために抗生物質作業が (または作業は) 代わりとなる処置の作戦を開発するために重大どのようにであるか丁度理解します。 総合的な生物学の技術を使用して、ハーバード大学の Wyss の協会の研究者のチームは細菌が抗生物質に - ボディの中で… - 実際は丁度反対、対抗生物質についての私達の現在の仮定のいくつかが不正確かもしれないことを提案するペトリ皿非常に別様に答えることを検出しました。

細菌スイッチ: 「従ってラクトーゼを消化できるエシェリヒア属大腸菌のコロニーは実行中にラクトーゼを消化できないコロニーは白く残るが特別な媒体で育てられたとき ATC が追加されたときに、回転青分かれて。 信用: ハーバード大学の Wyss の協会」

「ほとんどの臨床医が持っている画像は働く、非分かれて細菌は処置に抵抗し、伝染を持続させます物ことを抗生物質が実行中に分割の細菌の殺害によってですことであり。 私は伝染の間に - します細菌の分割の割合を変更しますそれが実際に本当であるかどうか知りたいと思い、どのようにしなさいか抗生物質は影響を与えますそれにか」。 Wyss の協会で、 M.D.、 Ph.D。、臨床仲間をローラおよび調査の最初の著者であるマサチューセッツ総合病院を確信しています。 細菌を設計するために 「細菌がボディで」。はどのように動作しているか私達に告げることができる微生物学のツールを作成する同じアプローチこと有用な製品を作り出すか、または病気を診断する、私達は使用しましたように総合的な生物学広く利用されて 研究はセルホスト及び微生物の今日の問題で出版されます。

、彼女の同僚 Wyss の創設のコア教職員のパメラの銀の実験室で作成されたエシェリヒア属大腸菌の細菌の遺伝的に設計された緊張、 Ph.D を数年前に確信していた。 細菌に細菌が anhydrotetracycline と呼出される化学薬品 -- にさらされるとき " off " から " on " の位置に変更する彼らの DNA に符号化される遺伝の 「トグルスイッチ」があります (ATC)。 スイッチが始動するとき、それらがスイッチが残る細菌はできないが砂糖のラクトーゼを消化するようにする遺伝の変更は細菌で起こります。 このシステムへのキーは ATC が追加されるとき細菌が実行中に分かれるときだけトグルスイッチが移行することができることです; あらゆる非分割の細菌のスイッチは ATC がいる時でさえ、とどまります。 従って、トグルスイッチは細菌は ATC の露出のアクティブまたは今休止状態だったかどうか明記できる時間のスナップショットを提供します。

細菌の調査は頻繁に生体外で遂行されますが、伝染はペトリ皿とかなり異なっている生きているボディの複雑な環境で起こります。 彼らの細菌を生体内で評価するためには、研究者はマウスの足に医療機器および人工接合箇所が植え付けられるとき小さいプラスチック棒を植え付け、足に人間で一般に起こる慢性の細菌感染を模倣するために彼らの設計された細菌の緊張を再接種しました。 彼らは伝染の間中異なった時にそれから ATC のマウスを " on " の位置にあらゆる分割の細菌のセルのトグルスイッチを移行する注入しました。 彼らがマウスから細菌を得、特別なラクトーゼ含んでいる媒体の育てたときに、すべての細菌が最初の 24 時間の間実行中に分かれていたが、分りましたことが一部分が約半分にそして残されて伝染の残りのために一定している落としたボディによって殺されている細菌の番号が細胞分裂によって作成されている新しい細菌によってバランスをとられたことを示す第 4 日までに。 この結果はすべての細菌が達した彼らの環境の収容量に一度分けることを止めた生体外の応答と異なりました。

次に、科学者は伝染が 2 週間進歩するようにすることによって抗生物質への細菌の応答を生体内でテストしまそれから抗生の levofloxacin のマウスを注入します。 彼らが得られた細菌を分析したときに、マウスの細菌の総計が減る間、ことが、実行中に分かれて実際に増加していた存続の細菌の割合分りました。 この結果は生体外で観察された殺した抗生物質に直接反対にありまセルを非分けますよりより多くの分割のセルを。 研究者は抗生の抵抗のための細菌のコロニーを選別し、抵抗をよくするために細菌が抗生物質がまだ有効だったことを確認する levofloxacin の殺害の効果展開させたという証拠を見つけませんでした。

「私達が抗生物質の前で細菌の分割の高い比率をなぜ見たか複数の可能な理由が」、言います確かあります。 「私達は休止状態のセルがアクティブ状態の ` の盛り土に抗生物質が全面的な細菌の人口を減らすと起こるギャップを」切替えていることそれを多分見つけます。 細菌が実行中に伝染全体分かれ続ければ私達の調査が提案するので、抗生物質に敏感なべきです」。 実際に、研究者は、細菌感染についての慣習的な仮定に反対に、この慢性の伝染モデルの休止状態、抗生物質耐久性があるセルの固定人口がないことを示す抗生物質の大量服用との伝染を治せました。 「抗生物質が働かなければ、私達は伝染のサイトにそれの多くを見つけるか、またはよりもむしろ演劇であるかもしれない他の許容メカニズムを識別することに焦点を合わせるべきで渡す方法を」、言いますジム Collins、またマサチューセッツ工科大学に医学工学及び科学の Termeer 教授および生物的工学の教授である Ph.D 対応する著者および Wyss の創設のコア教職員を。非分割の細菌の要塞が被告人であると仮定します。

細胞制御のメカニズムに新しい洞察力を提供する 「この研究総合的な生物学の力を示し私達がハーバードの工学および応用科学のジョン A. ポールソン School で絶えずという今日ガイドの臨床心配」、は仮定 Wyss の協会の創設ディレクターを。言いますドナルド Ingber、 M.D.、またハーバード衛生学校に管の生物学およびボストン小児病院に管の生物学プログラムの Judah Folkman 教授である、また生物工学の教授にならないか Ph.D、どのように質問しなければ強調します。

ペーパーの追加著者は Wyss の協会に Jeffrey の方法、 Ph.D。、係長の科学者、および Matthew Pezone の Wyss の協会の研究助手を含んでいます。

この調査はハーバード大学のポール G. アレン Frontiers のグループ、防衛脅威の減少代理店および Wyss の協会によってサポートされました。

ソース: https://wyss.harvard.edu/the-secret-life-of-bacteria-revealed/