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        為什么細菌在空間中“變形”
        
			
        
				2019-05-28 09:15:56
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        在國際空間站(ISS)近乎失重的情況下用常見抗生素治療的細菌細胞以一些可能幫助它們存活的聰明形狀變化作出反應，這些結(jié)果對宇航員和地球上的人都有影響。
        

        為什么細菌在空間中“變形”
        

        來自CU Boulder的BioServe Space Technologies的研究人員設計了一項實驗，在ISS上培養(yǎng)常見的大腸桿菌，并用幾種不同濃度的抗生素慶大霉素硫酸鹽(一種在地球上殺死它們的藥物)對其進行治療。主要研究作者，BioServe研究員Luis Zea表示，與地球?qū)φ战M相比，培養(yǎng)細菌的反應包括細胞數(shù)量增加13倍，細胞體積減少73%。
        

        “我們知道細菌在太空中的表現(xiàn)不同，需要更高濃度的抗生素來殺死它們，”Zea說。“最新消息是，我們對實驗過程中細菌物理外觀的變化進行了系統(tǒng)分析。”
        

        關(guān)于這一主題的論文發(fā)表在微生物學前沿。CU Boulder的共同作者包括BioServe主任Louis Stodieck，航空航天工程科學教授David Klaus和前研究生Frederico Estante。
        

        Zea表示，由于浮力和沉淀等空間沒有重力驅(qū)動力，因此ISS細菌攝取營養(yǎng)物質(zhì)或藥物的唯一途徑就是通過自然擴散?？臻g中細菌細胞表面的大量減少也降低了分子 - 細胞相互作用的速率，這可能對更有效地治療宇宙中具有細菌感染的宇航員有影響。
        

        Zea說，這項新的研究還表明，細菌細胞的包膜 - 基本上是細胞壁和外膜 - 變得更厚，可能更能保護細菌免受抗生素的侵害。Zea說，在太空中生長的大腸桿菌細菌也傾向于形成團塊，可能是一種防御性的機制，可能涉及保護內(nèi)部細胞免受抗生素影響的外層細胞殼。
        

        Zea說，此外，一些大腸桿菌細胞也產(chǎn)生了外膜囊泡 - 在細胞壁外形成的小膠囊，充當細胞相互通訊的信使。當具有這種囊泡的細胞達到臨界質(zhì)量時，它們可以同步以啟動感染過程。
        

        Zea說：“細胞包膜厚度的增加和外膜囊泡的增加都可能表明航天飛行樣本中的藥物抗性機制被激活。”“而這個實驗和其他類似實驗讓我們有機會更好地了解細菌如何在地球上對抗生素產(chǎn)生抗藥性。”
        

        BioServe實驗于2014年在商業(yè)軌道科學天鵝座宇宙飛船上發(fā)射到國際空間站。宇航員在兩天的時間內(nèi)使用BioServe制造的硬件(包括高科技孵化器和試管)手動啟動并結(jié)束了在ISS上的實驗。幾個月后，該實驗被送回地球進行商業(yè)SpaceX Dragon太空船的分析。
        

        “空間的低重力為開發(fā)新技術(shù)，產(chǎn)品和工藝提供了獨特的試驗平臺，不僅可以使宇航員受益，還可以使地球上的人受益，”Ann和HJ Smead航空航天工程科學研究教授Stodieck說。“例如，在太空中，科學家可以更多地了解地球上的重力可能掩蓋的各種細胞和生物的生化變化。”
        

        大腸桿菌細菌細胞的聚集可能與生物膜形成有關(guān) - 多細胞群落由自生基質(zhì)結(jié)合在一起。地球上的生物膜的例子包括乙烯基浴簾上的浮渣，牙菌斑，甚至可以在諸如導管的醫(yī)療設備中粘附到硅上的細菌集合。Zea說，生物膜也可以形成在太空飛行器的各個表面上，使它們對太空旅行者構(gòu)成潛在的健康威脅。
        
			

			
          
        
			
        
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