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破壞細(xì)菌的溝通打開(kāi)了人工細(xì)胞設(shè)計(jì)
2013年11月13日
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人工材料基于簡(jiǎn)單的合成聚合物可以破壞細(xì)菌的方式彼此溝通。
新研究發(fā)表在《自然》雜志上化學(xué)和涉及來(lái)自大學(xué)的專(zhuān)家,諾丁漢和伯明翰的紐卡斯?fàn)?有望進(jìn)一步理解如何設(shè)計(jì)人工細(xì)胞和生產(chǎn)材料,將與微生物和控制他們的行為。
根據(jù)紐卡斯?fàn)柎髮W(xué),這將打開(kāi)一個(gè)范圍的潛在應(yīng)用包括藥物發(fā)現(xiàn)和能源生產(chǎn),可以提高知識(shí)對(duì)如何更好地控制和利用細(xì)菌在未來(lái)。
Natalio Krasnogor,教授計(jì)算機(jī)科學(xué)和合成生物學(xué)的紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)和聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究,他說(shuō):“計(jì)算設(shè)計(jì)合成生物系統(tǒng)是一個(gè)至關(guān)重要的步驟在理解和優(yōu)化抗菌策略,并闡述了至關(guān)重要的作用,計(jì)算技術(shù)最先進(jìn)的合成生物學(xué)玩。
“歐洲疾病預(yù)防與控制中心(ECDC)估計(jì),醫(yī)療保健相關(guān)感染發(fā)生在每年約410萬(wàn)名患者在歐盟,37000人的死亡是由于每年由于這樣的感染。
“快速診斷策略和原位的早期治療細(xì)菌性病原體在非常早期的殖民,這是這項(xiàng)工作的終極目標(biāo),將導(dǎo)致這些死亡顯著下降。”
由工程和物理科學(xué)研究委員會(huì)(EPSRC)和生物技術(shù)和生物科學(xué)研究委員會(huì)(BBSRC)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究在Krasnogor教授領(lǐng)導(dǎo)從紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)和諾丁漢大學(xué)的教授亞歷山大卡梅隆。
作為研究的一部分的發(fā)展人工細(xì)胞和可編程細(xì)菌涂料,研究小組發(fā)現(xiàn),聚合物,能夠安排細(xì)菌進(jìn)入集群社區(qū)被鼓勵(lì)這些細(xì)菌積極互相溝通。
這個(gè)通信發(fā)生群體感應(yīng)(QS),細(xì)菌信號(hào)彼此,和協(xié)調(diào)應(yīng)對(duì)他們的環(huán)境。群體感應(yīng)也控制的細(xì)菌釋放某些類(lèi)型的分子,如一個(gè)防御機(jī)制或感染的工具。
這一發(fā)現(xiàn)是說(shuō)開(kāi)放影響微生物行為的可能性,如防止釋放毒素在感染的傳播或生產(chǎn)有用的分子,可以作為藥物、食物來(lái)源或生物燃料。
研究人員使用了海洋發(fā)光細(xì)菌鰻弧菌,因?yàn)樗试S他們跟蹤改變細(xì)菌的行為通過(guò)測(cè)量模式和強(qiáng)度的自然光線產(chǎn)生的生物。
初步結(jié)果的基礎(chǔ)上,團(tuán)隊(duì)的藥劑師、微生物學(xué)家、化學(xué)家和計(jì)算機(jī)科學(xué)家還能夠產(chǎn)生計(jì)算模型預(yù)測(cè)和解釋的行為,這是至關(guān)重要的微生物群落中扣除簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)原則,可編程序交互的細(xì)菌和聚合物。
根據(jù)一項(xiàng)聲明,該研究提供了新的理解細(xì)菌社區(qū)行為,將影響材料的設(shè)計(jì)中,為生物工藝,biocomputation抗菌素,更嚴(yán)重的是,合成生物學(xué)。
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