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3D打印细菌笼子 助力细菌耐药性研究

来源:生物360 / 作者:koo / 2013-10-15

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3D打印细菌笼子 助力细菌耐药性研究

3D打印机可以生产许多小型物件。现在,科学家们正在利用3D打印技术制作用于容纳细菌群落的蛋白质笼子。这种微型微生物“动物园”能够模拟细菌存在的环境,如人体的肺部和肠道环境,帮助科学家更好地了解某些致病细菌如何互动和恶化感染。

3D打印微小的“笼子”以红色标识,可以是任何形状或大小,甚至可以左右移动。(Jason Shear)

科学家们3D打印微小的“笼子”,在其中容纳细菌群落。 微生物“动物园”使研究人员能够研究细菌的行为。(Jason Shear)

美国得克萨斯大学的科学家研究细菌笼子里细菌之间的相互作用,以更好地理解某些微生物对抗生素产生抗药性的原因。3D打印的笼子可以做成任何形状或大小,可以到处移动,并能与其它类似的包含细菌群落的“笼子”建立联系。一旦细菌进入笼子内,细菌继续得到良好的营养,使它们能够繁衍。通过捕获细菌置于笼子中,研究人员发现某些细菌能够和其它细菌合作。

不同种细菌协同作战

席尔(Jason Shear)和团队成员特别观察了金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌(又称铜绿假单胞菌,Pseudomonas aeruginosa)之间的交互作用,前种细菌可引起皮肤感染且经常出现对抗生素的耐药性,后者是囊性纤维化患者体内存在的细菌。在绿脓杆菌群落中,金黄色葡萄球菌对抗生素变得更具抗药性。

席尔说:“这些都是感染时的常见细菌,它们很可能有机制能够感测到对方,3D技术使我们能够以非常精确的方式使它们相互‘交谈’,并观测结果。在这种情况下金黄色葡萄球菌检测到绿脓杆菌,结果是它变得更加耐抗生素。”

被绿脓杆菌包围时,80%的金黄色葡萄球菌能够抵抗抗生素氨芐青霉素。但是如果只有金黄色葡萄球菌,只有40%的金黄色葡萄球菌抗生素能够抵抗抗生素。

研究细菌的集体行为很重要,细菌在群落中表现与单独细菌表现不同。在某些情况下,细菌群落可能会产生一个胶样的称为生物膜的物质,附着在表面上,变得更耐抗生素。抵制生物膜对抵制细菌感染很关键。

原文检索:

Jodi L. Connell, Eric T. Ritschdorff, Marvin Whiteley, and Jason B. Shear. 3D printing of microscopic bacterial communities. PNAS, October 7, 2013; doi:10.1073/pnas.1309729110

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