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科學家們希望更深入地了解納米銀如何殺死細菌
編輯:尚蒙科技無錫有限公司   時間:2019-05-14

幾個世紀以來,銀一直被用作殺滅有害細菌的抗菌劑。古代文明將金屬應用于開放性傷口。船長將銀幣扔進儲存桶,以保持飲用水新鮮。

在今天的醫院中,納米銀被用于繃帶治療燒傷患者,消滅導管上的病原微生物,並對抗已經對傳統抗生素藥物産生抗藥性的危險“超級細菌”。但納米銀,包括銀離子的殺滅細菌的分子機制,以及這些微生物對銀的抵抗力如何發展尚不完全清楚。現在,由卡爾加裏大學科學系生物科學家領導的一項新研究有助于增強對銀的抗菌特性的理解。


研究小組對4,000株細菌大腸杆菌(大腸杆菌)突變菌株的“文庫”進行了化學遺傳篩選,其中每株菌中的獨特基因已被“敲除”或刪除。

該小組確定了所有這些菌株中基因,這些基因在暴露于銀時顯示出抗性或敏感性,從而産生導致大腸杆菌中銀抗性或毒性的基因的第一個遺傳圖譜。

“我们的研究首次评估允许在银存在下生长的细胞中的遗传反应,从而提供抗性和毒性基因列表,并将其映射到生物过程,”Raymond Turner博士说。 ,博士,生物科学系生物化学教授。

研究確定了涉及銀毒性的新基因和分子機制

特纳博士的博士生Natalie Gugala绘制了所有225种基因,這些基因对其相应的生物途径具有抗性或敏感性。這些細胞機制包括通過細胞壁運輸金屬,産生能量,調節細胞和其他過程。

“我們已經證明,有許多不同的基因可能會受到影響,並有幾種不同的途徑,”該團隊科學論文的第一作者古加拉說。

“银很可能以多种方式对细菌起作用,”生物科学系综合细胞生物学副教授Gordon Chua博士说。“我們的研究確定了涉及銀毒性和抗性的新基因和分子機制。”

該團隊的論文“使用化學遺傳屏幕來增強我們對銀的抗菌特性的理解”發表在Genes雜志上。

分子在我們健康中的重要作用

大腸杆菌只是許多可導致疾病和危及生命的感染的微生物之一。許多細菌和其他微生物對傳統抗生素的抵抗力越來越強。

該團隊的研究非常適合科學學院的大挑戰。具體而言,“分子水平的個性化健康”優先考慮旨在最小化抗生素抗性的研究,並了解分子在我們的健康中的作用。

特納說:“如果我們要繼續使用白銀並開發更多的銀基抗菌劑,我們需要了解白銀的工作原理。”

與抗生素一起:定制設計的金屬抗菌劑

在分子水平上確定銀和其他金屬(例如銅和镓)如何能夠殺死細菌可以改善醫學療法。特納指出,一些研究表明,在傳統抗生素中加入一種不再起作用的金屬會使藥物再次有效。“我預見到我們會使用定制設計的金屬抗菌藥物和抗生素。

“這種個性化的健康方法,使用像我們這樣的研究,可以確定一組標記基因,可用于選擇特定的金屬抗菌療法,以對抗個體患者的細菌感染,”他補充道。

白銀作爲細菌殺手的受歡迎程度已經導致公司在運行的襯衫,內衣,襪子,鞋墊,食品切割板,牙刷以及其他一系列“抗菌”消費品中嵌入微小的納米銀粒子。

但令人担忧的是,這些不断增长的非医疗应用可能导致一些细菌菌株对银和其他抗菌金属产生抗性 - 正如一些细菌对传统抗生素所做的那样。“我們需要確保我們在適當的環境中使用這些金屬,”古加拉說。“如果我們知道它們是如何工作的,我們或許可以更好地防止它們被不當使用。”

機器人幫助篩查細菌

該團隊使用機器人進行化學遺傳篩選,該機器人設計用于Chua實驗室中的高密度細菌菌落板的自動處理和處理。

研究人員隨後使用“菌落評分”軟件來測量每個細菌菌落的生長和大小差異。具有缺失基因的大腸杆菌菌株涉及對銀産生敏感性或毒性,産生較大的菌落。具有與抗性相關的基因的菌株生長較小的菌落。

與大多數先前的研究相比,該團隊使用了一種新型的慢性非致命暴露方法,該方法將細菌暴露于急性致死劑量的銀中,僅用于確定毒性。

Kate Chatfield-Reed,当时是Chua的博士生,帮助“标准化”或标准化数据,以确定与未处理的对照板相比,暴露于银时显示出生长率发生统计学显着变化的菌株。

来源: Physorg

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