近日,，來自加州大學(xué)伯克利分校的研究者運用了一種新的成像技術(shù)或可揭示抵御許多細(xì)菌性疾病的治療方法，如霍亂弧菌,、囊性纖維化病人以及慢性竇炎,。通過設(shè)計一種熒光標(biāo)記技術(shù)和超分辨率光顯技術(shù)，研究者就可以清楚的檢查并呈現(xiàn)細(xì)菌生物被膜的結(jié)構(gòu),，研究者也識別出了新的藥物遺傳靶點,。相關(guān)研究成果刊登在了7月13日的國際雜志Science上。
研究者Berk表示,，在細(xì)菌的天然棲息地中,，99.9%的細(xì)菌都是群體居住，并且以生物被膜吸附于表面上進行生長,，據(jù)國立衛(wèi)生研究院數(shù)據(jù),，80%的人類細(xì)菌感染都和生物被膜密切相關(guān)。
研究者使用這項技術(shù)可以將生物被膜（biofilm）的圖像信息放大,，進而研究者們就可以清楚了解細(xì)菌如何從單一的細(xì)胞積聚起來形成比較大的群體,，并且產(chǎn)生生物被膜,。這樣一來研究者們就可以通過破壞生物被膜來破壞細(xì)菌的結(jié)構(gòu),，進而治療細(xì)菌性感染。
目前科學(xué)家們認(rèn)為細(xì)菌花費了大部分的生命去繁殖以及產(chǎn)生生物被膜,，甚至在人類機體中同樣如此,，當(dāng)單一的細(xì)菌對抗生素變得敏感時，生物被膜就會變得對抗生素有很強的耐藥性,。細(xì)菌的生物被膜可以長時間的存在,，并不容易被清除,，文章中，研究者研究了霍亂弧菌的生物被膜,，研究者改進了2007年莊小微教授發(fā)明的超分辨率顯微鏡技術(shù),，為了更清楚地觀察細(xì)菌的生物被膜細(xì)胞的分裂，Berk使用連續(xù)的免疫染色法進行研究,。
研究者指出,，新型的超分辨率光學(xué)顯微鏡可以清楚揭示未知的生物被膜結(jié)構(gòu)，其分辨率是標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)顯微鏡的10倍,，通過光電可變換探針來使圖像醒目,，并且可以將眾多圖像分解成單一的快照圖像，這個過程就好比是光學(xué)繪畫涂抹,，當(dāng)前的問題是如何用熒光染料來標(biāo)記細(xì)胞進而監(jiān)控其生長和分裂,，一般情況下，生物學(xué)家是將原始抗體吸附至細(xì)胞上,，然后用熒光染料對細(xì)胞進行沖洗,，然后進行二次抗體吸附，最后洗去過量的染液,，用光照染色的細(xì)胞并且用熒光照相,。
研究者Berk表示，經(jīng)典的方法首先是染色,，然后脫色,，然后進行快照。然而他們使用的方法是進行染色,，然后在照相的時候保持所有熒光探測劑在在溶解物中,，因此這樣就能連續(xù)監(jiān)控每一件事情，包括從單一細(xì)胞開始到最終產(chǎn)生成熟的生物被膜,，就好比是播放一部完整的電影一樣,。
這篇文章的合作作者有Steven Chu，Jan Liphardt,，Xiaowei Zhuang等,。（生物谷Bioon.com）
編譯自：Attacking Biofilms That Cause Chronic Infections
doi:10.1126/science.1222981
PMC:
PMID:
Molecular Architecture and Assembly Principles of Vibrio cholerae Biofilms
Veysel Berk1,2,*, Jiunn C. N. Fong3, Graham T. Dempsey4, Omer N. Develioglu6, Xiaowei Zhuang4,5, Jan Liphardt1,2,7, Fitnat H. Yildiz3,*, Steven Chu8,*,†
In their natural environment, microbes organize into communities held together by an extracellular matrix composed of polysaccharides and proteins. We developed an in vivo labeling strategy to allow the extracellular matrix of developing biofilms to be visualized with conventional and superresolution light microscopy. Vibrio cholerae biofilms displayed three distinct levels of spatial organization: cells, clusters of cells, and collections of clusters. Multiresolution imaging of living V. cholerae biofilms revealed the complementary architectural roles of the four essential matrix constituents: RbmA provided cell-cell adhesion; Bap1 allowed the developing biofilm to adhere to surfaces; and heterogeneous mixtures of Vibrio polysaccharide, RbmC, and Bap1 formed dynamic, flexible, and ordered envelopes that encased the cell clusters.
