연구는 박테리아의 은밀한 생활로 새로운 통찰력을 제공합니다

합성 유전 "스위치"를 가진 박테리아는 항생제가 다르게 작동한다는 것을 과 우리 생각했다 보여줍니다

세균성 감염은 미국에 있는 병원 환자에 있는 번호 하나 사인이고, 항생제 저항하는 박테리아는 증가하고 있어, 수만 죽음을 매년마다 일으키는 원인이 되. 뿐만 아니라 새로운 "superbugs를," 표적으로 하고기 위하여 또한 기존 약을 그들의 표적에 대하여 더 효과적인 시키기 위하여 항생제 일이 (또는 일은) 양자택일 처리 전략 개발을 위해 결정적 어떻게인지 정확하게 이해. 합성 생물학 기술을 사용하여, 하버드 대학에 Wyss 학회에 연구원의 팀은 박테리아가 항생제에 - 바디 안쪽에 - - 정확하게 반대, 실제로 대 몇몇이의 항생제에 관하여 우리의 현재 가정 잘못될지도 모르다 건의하는 세균 배양용 접시 위에 아주 다르게 반응한다는 것을 발견했습니다.

세균성 스위치: "유당을 소화할 수 있는 대장균 식민지는, 그리고 그러므로 액티브하게 유당을 소화할 수 없는 식민지는 백색에 남아 있는 그러나 특별한 매체에 증가될 때 ATC가 추가될 때, 회전 파랑 분할하고 있었습니다. 크레딧: 하버드 대학에 Wyss 학회"

"대부분의 임상의가 가지고 있는 심상은 항생제가 액티브하게 분할 박테리아를 죽이기 덕분에 작동하다 입니다, 비 분할해서 박테리아는 처리를 저항하고 감염을 지속하는 원인이 되는 그들이고. 나는 감염 동안 - 합니다 박테리아 분할의 비율을 변경합니다 그것이 실제로 확실하다는 것을 알고 싶, 하십시오 방법 항생제는 착탄합니다 그것을?" Wyss 학회에, M.D., Ph.D., 임상 동료를 확신하는 Laura 및 연구 결과의 첫번째 저자인 매사추세츠 종합 병원을 말합니다. "유용한 제품이 에 의하여 생성하거나 질병을 진단하다 그래야 합성 생물학 널리 이용됩니다 박테리아를 설계하기 위하여, 박테리아가 바디에서."는 어떻게 작동하고 있는지 저희에게 말할 수 있는 미생물학 공구를 만드는 동일 접근 우리는 사용하고 연구는 세포 호스트 & 세균의 오늘 문제점에서 간행됩니다.

확신한과 그녀의 동료 Wyss 발견 코어 교수단 일원 Pamela 은의 실험실에서 만든 대장균 박테리아의 유전으로 설계한 긴장, Ph.D를 몇년 전에 사용했습니다. 박테리아에는 박테리아가 anhydrotetracycline에게 불릴 화학제품에 드러낼 때 " off "에서 " on " 위치로 바뀌는 그들의 DNA로 부호 매겨진 유전 "토글 스위치"가 있습니다 (ATC). 스위치가 켜질 때, 그의 스위치가 떨어져 남아 있는 박테리아는 할 수 있지 않는 그러나, 설탕 유당을 소화하는 주는 유전 변경은 박테리아에서 일어납니다. 이 시스템에 키는 ATC가 추가될 때 박테리아가 액티브하게 분할하는 경우에 토글 스위치가 단지 튀겨질 수 있다 입니다; 어떤 비 분할 박테리아든지 스위치는 ATC가 나타나 때라도, 떨어져 머물 것입니다. 따라서, 토글 스위치는 박테리아는 ATC 노출의 활성화되어다 바로 지금 잠복 이었다는 것을 표시할 수 있는 때 맞추어 스냅을 제안합니다.

세균성 연구 결과는 수시로 생체외에서 실행됩니다, 그러나 감염은 세균 배양용 접시와 확실히 다른 생명체의 복잡한 환경에서 일어납니다. 그들의 박테리아를 VIVO에서 평가하기 위하여는, 연구원은 마우스의 다리로 의료 기기 및 인공 관절이 이식될 때 작은 플라스틱 로드를 이식하고 다리로 인간에서 일반적으로 발생하는 만성 세균성 감염을 모방하기 위하여 그들의 설계한 세균성 긴장을 접종했습니다. 그(것)들은 감염의 내내 " on " 위치에 어떤 분할 세균성 세포든지에 있는 토글 스위치를 튀기는 다른 시간에 그 때 ATC를 가진 마우스를 주사했습니다. 그(것)들이 마우스에게서 박테리아를 추출하고 특별한 유당 포함 매체에 증가할 때, 모든 박테리아가 첫번째 24 시간 동안 액티브하게 분할하고 있었다는 것을 것을을, 그러나 발견했습니다 조각이 대략 반에 그리고 남아 있어 감염의 나머지를 위해 일정하게 투하한 바디에 의해 죽는 박테리아의 수가 세포 분열을 통해 만들어 새로운 박테리아에 의해 균형을 잡았다는 것을 표시하는 제 4 날까지. 이 결과는 모든 박테리아가 도달한 그들의 환경의 수용력을 한 번 분할하는 중지한 생체외 반응과 달랐습니다.

다음으로, 과학자는 감염을 2 주 동안 점진하는 허용해서 항생제에 박테리아의 반응을 VIVO에서 시험해, 그 때 항생 levofloxacin를 가진 마우스를 주사하. 그(것)들이 추출하는 박테리아를 분석할 때, 마우스에 있는 박테리아의 총계가 줄이는 동안 것을을, 액티브하게 분할해서 실제로 증가하고 있던 살아나 박테리아의 비율 발견했습니다. 이 결과는 생체외에서 관찰된 죽인 항생제에 직접 반대에 있어, 세포 비 분할 보다는 추가 분할 세포를. 연구원은 항생 저항을 위한 세균성 식민지를 가리고, 반항을 나아지기 위하여 박테리아가 항생제가 아직도 다는 것을 확인하는 levofloxacin의 살해 효력 발전했었다 어떤 기록도 찾아내지 않았습니다.

"왜 우리가 항생제의 면전에서 박테리아 분할의 고비율을 본지 몇몇 가능한 이유가," 말합니다 확신하는 있습니다. "우리는 잠복 세포가 활동 상태 ` 충분한 양으로 항생제가 전반적인 세균성 인구를 감소시킬 때 발생하는 간격을' 전환하고 있다 그것을 거의 확실하게 찾아냅니다. 박테리아가 액티브하게 감염을 통하여 분할하는 것을 계속하는 경우에, 우리의 연구 결과가 건의하기 때문에, 항생제에 영향을 받기 쉬워야 합니다." 실제로, 연구원은, 세균성 감염에 관하여 전통적인 가정에 반대로, 이 만성 감염 모형에 있는 잠복, 항생제 관대한 세포의 조정 인구가 없다는 것을 표시하는 항생제의 과다 복용을 가진 감염을 치료할 수 있었습니다. "항생제가 작동하지 않는 경우에, 우리는 감염 사이트에 그것의 더 많은 것을 찾아내거나 보다는 오히려 실행에 있을지도 모른 그밖 공차 기계장치 확인하기에, 집중해야 해 투발하는 쪽을," 말합니다 짐 Collins, 또한 메사츄세스 공과대학에 의학 기술설계 & 과학의 Termeer 교수와 생물학 기술설계의 교수인 Ph.D 대응 저자와 Wyss 발견 코어 교수단 일원을. 비 분할 박테리아의 요새가 범죄자이다고 추정.

"이 연구 셀 방식 통제의 기계장치로 새로운 통찰력을 제공하는 합성 생물학의 힘을 보여주고, 우리가 하버드의 기술설계와 응용 과학의 죤 A. Paulson School에 계속해서 오늘 가이드 임상 배려,"는 가정 Wyss 학회 발견 디렉터를. 밝힙니다 Donald Ingber, M.D., 또한 하버드 의과 대학에 관 생물학 및 보스톤 아동 병원에 관 생물학 프로그램의 Judah Folkman 교수인 Ph.D, 뿐 아니라 생의학 공학의 교수를 어떻게 심문하여야 하는지 강조합니다.

서류의 추가 저자는 Wyss 학회에 Jeffrey 쪽, Ph.D., 간부 과학자, 및 매튜 Pezone 의 Wyss 학회에 연구 보조원을 포함합니다.

이 연구 결과는 하버드 대학에 폴 G. 알렌 Frontiers 단, 방어 위협 감소 기관 및 Wyss 학회에 의해 지원되었습니다.

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