破壞細菌的溝通打開了人工細胞設(shè)計

2013年11月13日

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人工材料基于簡單的合成聚合物可以破壞細菌的方式彼此溝通。

新研究發(fā)表在《自然》雜志上化學(xué)和涉及來自大學(xué)的專家,諾丁漢和伯明翰的紐卡斯?fàn)?有望進一步理解如何設(shè)計人工細胞和生產(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),這將打開一個范圍的潛在應(yīng)用包括藥物發(fā)現(xiàn)和能源生產(chǎn),可以提高知識對如何更好地控制和利用細菌在未來。

Natalio Krasnogor,教授計算機科學(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)了這項研究,他說:“計算設(shè)計合成生物系統(tǒng)是一個至關(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,計算技術(shù)最先進的合成生物學(xué)玩。

“歐洲疾病預(yù)防與控制中心(ECDC)估計,醫(yī)療保健相關(guān)感染發(fā)生在每年約410萬名患者在歐盟,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菌性病原體在非常早期的殖民,這是這項工作的終極目標(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(EPSRC)和生物技術(shù)和生物科學(xué)研究委員會(BBSRC)領(lǐng)導(dǎo)的一項研究在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)展人工細胞和可編程細菌涂料,研究小組發(fā)現(xiàn),聚合物,能夠安排細菌進入集群社區(qū)被鼓勵這些細菌積極互相溝通。

這個通信發(fā)生群體感應(yīng)(QS),細菌信號彼此,和協(xié)調(diào)應(yīng)對他們的環(huán)境。群體感應(yīng)也控制的細菌釋放某些類型的分子,如一個防御機制或感染的工具。

這一發(fā)現(xiàn)是說開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、食物來源或生物燃料。

研究人員使用了海洋發(fā)光細菌鰻弧菌,因為它允許他們跟蹤改變細菌的行為通過測量模式和強度的自然光線產(chǎn)生的生物。

初步結(jié)果的基礎(chǔ)上,團隊的藥劑師、微生物學(xué)家、化學(xué)家和計算機科學(xué)家還能夠產(chǎn)生計算模型預(yù)測和解釋的行為,這是至關(guān)重要的微生物群落中扣除簡單的設(shè)計原則,可編程序交互的細菌和聚合物。

根據(jù)一項聲明,該研究提供了新的理解細菌社區(qū)行為,將影響材料的設(shè)計中,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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