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I ricercatori disfanno i segreti dei batteri di figura-spostamento
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Usando la microscopia di tempo-intervallo ed altre nuove tecniche, i ricercatori a Stanford e Princeton hanno generato un cliente legale che dettaglia esattamente come i batteri staccano un trucco di figura-spostamento.
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Sessanta anni fa, lo scienziato Prize-winning Joshua Lederberg, PhD Nobel, in primo luogo ha descritto un mistero biologico. Ha mostrato come i batteri potrebbero perdere le pareti della cellula che definiscono le loro figure, potenzialmente diventanti meno visibili al sistema immunitario, solo più successivamente per ritornare alla loro forma originale e per riguadagnare il loro potenziale contagioso completo.
Ora, usando la microscopia di tempo-intervallo ed altre nuove tecniche, K.C. Huang, il PhD, assistente universitario della bioingegneria a Stanford ed ai colleghi qui ed a Princeton hanno generato un cliente legale che dettaglia esattamente come i batteri staccano questo trucco di figura-spostamento.
In un articolo pubblicato il 23 luglio 2014 in linea, in microbiologia molecolare, descrivono gli esperimenti, offrenti una spiegazione graduale di questo comportamento curioso ed inoltre fanno la luce su uno dei sensi che i batteri possono sviluppare la resistenza antibiotica. Huang è autore maggiore della carta e le fatturazioni di Gabriel, un dottorando nella fisica, è l'autore importante.
Huang? la squadra di s ha sperimentato con Escherichia coli, uno dei batteri che possono causare l'intossicazione alimentare. Esso? s anche un favorito degli scienziati del laboratorio, che hanno studiato l'organismo per più di 100 anni.
I loro esperimenti hanno messo a fuoco sulla parete rigida delle cellule quella le elasticità Escherichia coli la relativa figura rod-like caratteristica.
Nel selvaggio, la parete delle cellule esiste per proteggere il batterio, ma inoltre spedice i segnali che possono avvisare il nostro sistema immunitario alla presenza di intruso potenzialmente contagioso.
? Una cellula batterica quello? la crescita di s inoltre sta liberandosi costantemente delle parti della relativa parete delle cellule, simili a come un serpente si libera di quando in quando della relativa pelle? Huang ha detto. ? Se un batterio potesse liberarsi della relativa parete delle cellule, potrebbe andare undercover ed evit diare efficace emanare i segnali che il relativo ospite infettato potrebbe usare per provare a montare una risposta contro questo invasore.?
Quando la parete rigida delle cellule è dissolta, il batterio si trasforma in in una chiazza informe denominata una L-forma.
Segua le proteine
Negli anni 50, Lederberg, che più successivamente ha fondato il reparto della genetica a Stanford, ha indicato che Escherichia coli potrebbe sopravvivere a per un certo tempo poichè L-forme ed allora recupera le loro figure rodlike in una reversione denominata trattata.
Huang? la squadra di s ha generato una comprensione del molecolare-livello del processo che Lederberg in primo luogo ha osservato. Hanno utilizzato i microscopi ad alta definizione per registrare le immagini di tempo-intervallo delle chiazze diventanti ed allora di ritorno della L-forma delle cellule rod-shaped di Escherichia coli a rod-shaped ancora.
Escherichia coli? la parete delle cellule di s è lavorata a maglia insieme dalle proteine, un codice categoria delle molecole che funzionano insieme per effettuare molte funzioni biologiche. ? Esso? la s gradice un'orchestra in cui parecchie proteine effettuano i ruoli differenti richiesti per costruire la parete delle cellule? Huang ha detto.
La ricerca precedente ha indicato quella una proteina, MreB, atti come il conduttore, coordinante gli sforzi di parecchie altre proteine. Ma quegli studi hanno messo a fuoco su Escherichia coli normale e rod-shaped. In questo esperimento, Huang? la squadra di s ha voluto capire come MreB ha scomposto nel processo tramite cui le L-forme sono ritornato di nuovo al normale.
? Abbiamo avuti un sospetto che come il conduttore di questa orchestra durante lo sviluppo normale, MreB potrebbe anche essere critico per reversione? Huang ha detto.
L-forme crescenti
Nell'ambito dello sguardo fisso instancabile del loro microscopio di tempo-intervallo, i ricercatori hanno coltivato le cellule di Escherichia coli dosate con il cefsulodin antibiotico. Un parente di penicillina, cefsulodin impedice Escherichia coli le pareti della cellula della costruzione.
Il cefsulodin non ha ucciso Escherichia coli, ma mentre le cellule hanno diviso e generato le generazioni successive, i batteri hanno perso le loro pareti rod-shaped e si sono trasformati in in L-forme del bloblike.
I bioengineers hanno lasciato le L-forme svilupparsi e riprodurrsi per alcune ore prima della risciacquatura del cefsulodin. Tutto l'istante hanno mantenuto queste chiazze nell'ambito di sorveglianza microscopica. Mentre le cellule hanno continuato a riprodurrsi, le immagini di tempo-intervallo hanno indicato che le generazioni successive hanno riguadagnato lentamente la loro figura rodlike.
Quell'esperimento ha documentato il processo di reversione alla forma standard. Ma non ha dimostrato che MreB era essenziale.
Per dimostrare il collegamento fra la figura dell'asta e il MreB, gli assistenti tecnici hanno realizzato una variazione su questo esperimento.
Dopo l'aggiunta del cefsulodin ed avere lasciato Escherichia coli rod-shaped riproduca per trasformarsi in in L-forme informi, ancora una volta ha risciacquato l'antibiotico.
Ma questo volta, hanno aggiunto un antibiotico differente che specificamente ha soppresso la funzione di MreB. Due ore più successivamente, le pareti della cellula hanno rinviato, come struttura rigida che protegge la cellula.
I? la m. ha stupito sempre per scoprire i sensi in cui la biologia è programmata così robusto.
Ma questo volta le cellule ancora sono state modellate come le chiazze e finalmente tutte queste cellule deformi sono morto.
? Che cosa abbiamo trovato era molto rigido: MreB era critico affinchè questo processo di reversione accada e senza MreB che cosa accadrebbe è che le cellule si espandessero appena nel formato senza alcuna nozione della loro figura normale? Huang ha detto.
Oltre che l'offerta delle visioni fondamentali di come le cellule effettuano le loro strutture, Huang ha detto che i risultati potrebbero aiutare i ricercatori a capire come alcuni batteri si adattano agli ambienti stressanti.
Molti antibiotici, compreso penicillina, designano la parete come bersaglio delle cellule. Ma i batteri possono perdere le loro pareti della cellula ed allora più successivamente recuperare le loro figure. Questo processo di reversione potrebbe spiegare come i batteri sviluppano la resistenza agli antibiotici e stabiliscono le infezioni croniche. Le popolazioni che sopravvivono a nella L-forma e ritornano alla loro figura originale non possono essere come suscettibili della dose seguente degli antibiotici.
? La migliore comprensione della costruzione della parete delle cellule ha potuto condurre per migliorare le strategie antibiotiche? Huang ha detto. ? Ed I? la m. ha stupito sempre per scoprire i sensi in cui la biologia è programmata così robusto.?
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