科学家用原子力显微镜观测细菌外膜的结构

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【新唐人北京时间2021年11月05日讯】科学家用先进的显微镜拍摄到了细菌外膜至今为止最清晰的图像,能看到上面蛋白质如何聚集分布,以及一些没有蛋白质只有脂肪的小块区域。

研究人员称,这暴露了细菌外膜上各个区域防护性的强弱,便于探究如何利用外膜的结构特征对付超级细菌。

10月25日发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)的这项研究,利用原子力显微镜(AFM)拍摄了一张至今为止分辨率最高的大肠杆菌(E. Coli)照片。大肠杆菌是人体肠胃道内常见的一种细菌,有助于消化食物,是无害的,但是某些菌株会导致人体患上重症。近年来,科学家发现这些菌株的抗药性越发明显。

细菌很小,一个句点这么小的地方,就可以容纳150~300个细菌。在多数显微镜下,细菌看起来就是成堆成堆聚集的棒状颗粒。这份研究拍摄的照片,能清晰地看到单个细菌外膜上的情况。

研究者之一伦敦大学学院(University College London)的纳米技术专家胡根布姆(Bart Hoogenboom)说:“外膜是一层强大的屏障,是使得感染性细菌对抗生素具有抗药性的重要因素。”于是他们的研究组决定用原子力显微镜好好看一下细菌外膜的结构。

他们拍下了一张活的大肠杆菌照片。从上面看到,它的外膜具有马赛克似的分块结构。大部分区域被不可移动的蛋白质覆盖;但是其间零星有几个区域完全没有蛋白质,只有含糖的脂质分子。

胡根布姆说:“这意味着细菌外膜这层屏障不是均匀地‘牢不可破’,可以利用药物击破薄弱区域,或者把薄弱区域进行拉伸直到把它撑破,从而攻入细菌内部。”

这层外膜是革兰氏阴性菌特有的,像大肠杆菌;而革兰氏阳性菌则没有,比如葡萄球菌。革兰氏阴性菌的细胞壁较厚,抗生素药物难以突破其屏障以进入细菌内部并把它杀死。

细菌产生抗药性后,即使普通的感染也可能会变成威胁生命的重症。近年来如何对付超级细菌已经成为世界卫生系统面临的一大问题。

(转自大纪元/责任编辑:叶萍)

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