物理科技生物学-PHYICA

试管中的进化:这些细菌在致命的高野ナナ铜表面生存

生物 2022-06-21 00:03:58

作者:马丁·路德·哈雷·威登堡大学 信用:Pixabay/CC0公共域 普通野生型细菌的后代可以进化,在金属铜表面生存很长时间,通常几分钟就能杀死它们

由马丁路德大学哈雷-威登堡(MLU)和德国联邦国防军微生物研究所领导的一个国际研究小组能够在实验室中培育出这些微小的存活者,并且能够对他们进行更深入的研究

该小组在《应用和环境微生物学》上报道了他们的发现

细菌感染通常用抗生素治疗

然而,近几十年来,许多病原菌对常用药物产生了越来越强的耐受性

所谓的多药耐药细菌尤其令人担忧,因为它们再也无法用大多数抗生素来对抗

铜表面——例如门把手——是对抗这些细菌的好武器

“铜表面是杀灭细菌的可靠方法

大多数细菌在到达铜表面后几分钟内就会死亡

尼斯,MLU的微生物学家

铜是细菌的一种重要微量元素——但数量很少

然而,在铜表面,细菌被铜离子淹没致死,因为它们无法再用正常的防御策略来阻止它们

Nies的研究小组想弄清楚两种典型的细菌,大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,理论上是否能够适应并多快能在铜表面生存

因此,研究小组将细菌放在表面仅几分钟,然后将它们放回正常培养基中,让它们恢复

这一过程重复了几次,幸存者逐渐暴露在致命的表面,时间越来越长

在三周内,研究人员已经生产出了可以在铜表面存活一个多小时的细菌

“在实验室之外,条件显然不太理想

但如果铜表面不定期清洁,绝缘层上就会开始形成油脂,随着时间的推移,这可能会产生类似的发展,”Nies说

通过全面的基因分析,研究小组试图理解为什么细菌不再死于表面

“我们无法找到一种基因使它们能够抵抗金属铜表面的致命影响,”尼丝说

相反,研究小组在存活的细菌中观察到了一种现象,这种现象已经为人所知很长时间了,尽管方式略有不同:细菌的新陈代谢降至最低,它们进入了一种冬眠状态

因为大多数抗生素旨在破坏正在生长的细菌的新陈代谢,所以它们对这些特殊的细菌几乎完全无效,这些细菌也被称为“持久细菌”

“不管抗生素的效果有多好,每一代人都有一小撮坚持者,”尼丝解释道

然而,这些细菌不被认为是抗生素抗性细菌,因为它们的后代再次对药物敏感

正常情况下,只有很小一部分细菌会持续存活

然而,在分离细菌的情况下,是整个种群

尽管他们能够像他们的前辈一样快速成长,但他们也能够通过在不利条件下快速转换到早期的坚持状态来拯救自己

科学家们担心他们观察到的另一件事:“细菌也遗传了250代以上的这种能力,即使后代没有接触到铜表面,”尼斯说

因此,研究小组建议用特殊试剂定期彻底地清洁铜表面,这样就不会产生持久的细菌

与此同时,Nies指出,铜表面的使用只是有效对抗有害细菌的许多方法之一,包括抗生素

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