科学家发现细菌生物膜的“死星”式弱点

《星球大战》中的超级武器“死星”有着自己的弱点,经常给人类带来大麻烦的微生物世界也不例外。细菌本身并不难杀死,但如果有足够多的细菌聚集在一起,它们就会建立起被称为生物膜的保护性群落,这就使得抗生素很难进入,从而导致进一步的健康问题。但现在,研究人员发现了生物膜的一个新的弱点,可以加以利用。

生物膜是一种粘稠的涂层,随着时间的推移,细菌聚集在一起,令其在表面生长。它们通常在水管、牙齿或医疗植入物和导管中形成。抗生素难以穿透粘稠的外层,这意味着生物膜一旦在体内扎根,就很难清除。

但现在,斯特拉斯克莱德大学的研究人员发现了一个以前未知的弱点。利用一种名为Mesolens的新成像技术,该团队能够比以往更详细地观察到生物膜内数十亿个大肠杆菌个体。在这样做的过程中,他们发现了一个由微小通道组成的网络,这些细菌利用这些通道来吸收和分配营养物质。

这些通道的发现不仅解开了细菌如何还能从这些堡垒内继续进食的谜团,而且还为偷偷地将药物从它们的防御系统中穿过提供了新的机会。

“这些通道把营养物质通过生物膜的下面运输,而传统的抗生素治疗会从生物膜上面进行,”该研究的主要作者Liam Rooney说。”因为我们已经找到了一条从下面进入生物膜的秘密路线,那么我们有可能可以将药物从生物膜的穹顶下进入,从而更快、更有效地杀死细菌,这就像一个细菌死星。”

目前,这个想法仍然是理论上的,所以未来的工作需要研究是否真的可以利用这些通道来破坏生物膜。与此同时,其他研究人员也已经研究了利用微气泡、混合抗生素、加热纳米颗粒、电击甚至微型机器人来破除它们的方法。

该研究发表在《ISME杂志》上。

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