研究提供新的答案到细菌秘密生活

与综合基因 “切换的”细菌向显示抗生素跟我们认为不同地运作

细菌感染是第一死因在住院病人的在美国,并且对抗抗生素的细菌上涨,每年导致数万死亡。 正确地知道抗生素工作 (或不工作) 如何为开发替代处理方法是关键的,不仅瞄准新的 “superbugs”,而且使现有的药物有效他们的目标。 使用综合生物技术,研究员小组 Wyss 学院的哈佛大学的发现细菌非常不同地回应抗生素 - 确切对面,实际上 - 在机体里面与培养皿,建议我们的一些关于抗生素的当前假定可能是不正确的。

细菌切换: 因此 “能消化乳糖的大肠埃希氏菌殖民地,和在一个特殊媒体有效地分开,当 ATC 被添加了,轮蓝色,当增长,而不可能消化乳糖的殖民地依然是空白。 赊帐: 哈佛大学的 Wyss 学院”

“多数临床工作者有的图象是抗生素运作在杀害有效地分开的细菌旁边,并且非分开细菌是抵抗处理并且造成传染仍然存在的那个。 我要知道那是否实际上是真的 - 执行分开细菌的比例在传染中更改,并且如何请执行抗生素影响那?” 的马萨诸塞综合医院说劳拉确定, M.D.、 Ph.D。,一名临床研究员在 Wyss 学院和是这个研究的第一个作者。 “综合生物是用途广泛设计细菌,以便他们生产有用的产品或诊断疾病,并且我们使用创建同样的途径可能告诉我们的微生物学工具细菌如何在这个机体正常运行”。 这个研究在细胞主机 & 微生物的今天问题被发布。

确定和她的同事使用了在 Wyss 建立的核心大学教学人员帕梅拉银实验室被创建大肠埃希氏菌细菌的基因上设计的张力,几年前 Ph.D。 细菌有基因 “扳纽开关”被输入到从这个 " off " 变成 " on " 位置的他们的脱氧核糖核酸,当细菌显示在称 anhydrotetracycline 时的化学制品 (ATC)。 当切换启动时,给他们消化糖乳糖的基因更改在细菌发生,而切换依然是的细菌不能。 此系统的关键字是扳纽开关可能只被翻转,如果细菌有效地分开,当 ATC 被添加时; 既使当 ATC 存在,所有非分开的细菌的切换将坚持。 因此,扳纽开关提供一个快照及时可能指示的细菌是否是活跃或休眠在 ATC 风险的时刻。

细菌研究经常被执行体外,但是传染在活体的复杂环境里发生,是相当与培养皿不同。 要评估他们的细菌体内,研究员种入一把小的塑料标尺到鼠标的行程并且接种他们设计的细菌张力到行程仿效在人通常出现的慢性细菌感染,当医疗设备和人工接缝被种入时。 他们然后注射了与 ATC 的鼠标在不同的时刻在传染的过程中翻转在所有分开的细菌细胞的扳纽开关对 " on " 位置。 当他们从鼠标提取了细菌并且生长了他们在一个特殊乳糖包含的媒体,他们在分数下降到大约半和保持恒定为传染的其余的第四日之前发现所有细菌有效地分开在前 24 时数,但是,表明这个机体被杀害的细菌的数量由通过细胞分裂被创建的新的细菌平衡。 此结果与体外回应有所不同,所有细菌停止一次分开他们到达他们的环境运载量。

其次,科学家通过允许传染继续进行测试了对抗生素的细菌的回应体内二个星期,然后注射与抗药性 levofloxacin 的鼠标。 当他们分析了提取的细菌,他们发现了,当细菌的总计大小在鼠标的减少了时,有效地分开实际上增加生存细菌的比例。 此结果在直接反对对被观察的抗生素体外,比非分开细胞杀害更多分开的细胞。 研究员筛选了抗药性阻力的细菌殖民地和没有查找任何证据细菌演变改善承受 levofloxacin 的杀害作用,确认抗生素是有效的。

“有几个可能的原因为什么我们在抗生素面前看到了分开细菌的一个更高的比例”,说确定。 “我们很可能查找它休眠细胞切换到活动状态为了 ` 装载出现的空白’,当抗生素减少整体细菌人口。 如果细菌继续有效地分开在传染中,因为我们的研究建议,他们应该是易受抗生素”。 的确,研究员能治疗与抗生素的大剂量的传染,表明,相背与关于细菌感染的常规假定,没有休眠,抗生素宽容细胞的固定的人口在此慢性传染设计的。 “如果抗生素不运作,我们应该着重查找办法传送更多它到传染站点或识别也许在作用的其他容差结构,而不是假设,非分开的细菌的本营是这个故障原因”,说对应的作者和 Wyss 建立的核心大学教学人员吉姆林斯, Ph.D。,也是医学工程 & 科学 Termeer 教授和生物工程教授在麻省理工学院。

“此研究显示综合生物的功率提供新的答案到蜂窝电话控制结构,并且强调我们如何必须连续问的生物工艺学假定今天指南临床关心”,说 Wyss 学院建立的主任唐纳德 Ingber, M.D., Ph.D。,也是血管生物在哈佛医学院和血管生物程序 Judah Folkman 教授在波士顿儿童医院,以及教授在工程和应用科学的哈佛的约翰 A. 保尔森 School。

本文的另外的作者在 Wyss 学院包括杰费方式、 Ph.D。,高级职员科学家和马修 Pezone, Wyss 学院的一个研究助理。

此研究由保罗 G. 亚伦 Frontiers 组、辩护威胁减少机构和 Wyss 学院支持哈佛大学的。

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