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研究揭示黏液如何驯服微生物

聚合物网络,构成了粘蛋白的扫描电子显微镜(SEM)图像。

所谓聚糖专门的糖分子可以解除条件致病菌,防止感染。


记者联系

萨拉·麦克唐纳
电子邮件: s_mcd@mit.edu
电话:617-253-8923
澳门太阳城最新网站新闻办公室

更超过200平方米,我们的身体 - 包括消化道,肺部和泌尿道 - 衬以粘液。近年来,科学家已经找到了一些证据表明,黏液不只是捕获细菌和病毒的物理屏障,但它也可以解除病原体和阻止它们引起的感染。

来自澳门太阳城最新网站的一项最新研究表明,聚糖 - 支粘液中发现糖分子 - 是最该负责的微生物驯服。有数百种不同的聚糖的粘液​​,和MIT的研究小组发现,这些分子可阻止细菌互相通信,并形成感染性生物膜,从而有效地使它们变得无害。

“我们有粘液是什么治疗金矿,”卡塔琳娜里贝克的马克海曼,JR说。在澳门太阳城最新网站生物工程职业发展教授。 “这些聚糖具有非常广阔和复杂的生物学功能。他们有调节微生物的行为的能力,真正调整自己的身份。”

在这项研究中,今天出现在 自然微生物学研究人员专注于聚糖与互动 铜绿假单胞菌,条件致病菌,可导致囊性纤维化患者感染人免疫系统受损。现在的工作正在进行中里贝克的实验室已经表明聚糖能调节其他微生物的行为也是如此。

的主要作者 自然微生物学 纸是澳门太阳城最新网站的研究生凯尔西轮车。

强大的捍卫者

平均每人每天产生数升粘液,直到最近这种粘液被认为作为润滑剂和物理屏障功能主要是。然而,里贝克和其他人已经表明粘液实际上可以与细菌行为干扰,防止微生物附着于表面和彼此通信。

在新的研究中,里贝克想测试聚糖是否参与粘液来控制微生物的行为的能力。这些糖分子,一种类型的寡糖,附接至蛋白质称为粘蛋白,粘液凝胶形成积木,以形成瓶刷状结构。黏液相关聚糖已经很少研究,但里贝克认为他们可能在她以前从粘液看到的微生物解除活动中起主要作用。

探索这种可能性,她分离的聚糖,并将它们暴露 铜绿假单胞菌。当暴露于粘蛋白聚糖,细菌接受的行为广泛的变化,提炼他们少对宿主有害。例如,它们不再产生的毒素,附接至或杀死的宿主细胞,或表达的基因用于细菌通信是必不可少的。

这种微生物解除武装活动对这种细菌的建立感染的能力,强大的后果。里贝克已经显示出在治疗 假单胞菌感染的烧伤创面与粘蛋白和粘蛋白聚糖减少细菌增殖,表明这些毒力中和剂的治疗潜力。

“我们已经看到了完整的黏蛋白有调节作用,可在整个范围内的病原体导致行为的开关,但现在我们可以精确的分子机制和负责这个实体,这是聚糖,”里贝克说。

在这些实验中,研究人员使用数百聚糖的集合,但他们现在计划研究个别聚糖,这可能与不同的途径或不同的微生物特异性相互作用的影响。

“这是一个重要的纸,因为它表明,细菌生物膜的形成是由正常粘液抑制,尤其是它的聚糖。 [里贝克]现在再一次表明,正常的粘液对细菌的有益效果和粘液相当复杂,大多是赞赏,”贡纳尔·汉森,在哥德堡大学医学院生物化学教授,谁没有参与这项研究说。

细菌相互作用

铜绿假单胞菌 只是健康的粘液保持在检查许多条件致病菌之一。里贝克目前正在研究在调控其他病原体聚糖的作用,包括 链球菌 和真菌 白色念珠菌,她还致力于识别在与聚糖相互作用微生物细胞表面受体。

她对工作 链球菌 已经表明聚糖可以阻止水平基因转移,即微生物经常使用传播基因的耐药性的方法。

里贝克和其他研究人员现在正热衷于使用他们所了解和粘蛋白聚糖发展人工粘液,可以提供治疗由丢失或损坏而产生的粘液疾病的新方法。

利用粘液的权力,也可能导致新的方法来治疗耐抗生素感染,因为它提供了一个互补战略,以传统的抗生素,里贝克说。

“我们在这里发现那是什么性质已演变解除武装,而不是杀死它们难以微生物的能力。这不仅有助于限制选择性压力产生抗性,因为他们没有压力,想办法生存之下,但它也应该帮助创造和维持一个多样化的微生物,”她说。

里贝克怀疑粘液聚糖也决定了微生物的组成起到关键作用 - 生活在其中的人体内的细菌细胞万亿美元。许多这些微生物是人类宿主有益的,并且聚糖可为他们提供他们所需要的营养,或者以其他方式帮助他们蓬勃发展,她说。以这种方式,粘液相关聚糖类似于在人乳中,其中也包含了宽,可以调节微生物行为的糖的阵列的许多寡糖。

“这是一个主题,那就是有可能在许多系统中发挥其目的是塑造和操控社区体内,不仅在人类,但在整个动物王国”里贝克说。

该研究由生物医学成像和生物工程研究所,美国国立卫生研究院,美国国家科学基金会,环境健康科学研究所,以及技术创新的澳门太阳城最新网站德什潘德中心资助。


主题: 研究, 生物工程, 微生物, 工程学院, 美国国立卫生研究院(NIH), , 美国国家科学基金会(NSF), 德什潘德中心

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