科學家用先進的顯微鏡拍攝到了細菌外膜至今為止最清晰的圖像,能看到上面蛋白質如何聚集分布,以及一些沒有蛋白質只有脂肪的小塊區域。

研究人員稱,這暴露了細菌外膜上各個區域防護性的強弱,便於探究如何利用外膜的結構特徵對付超級細菌。

10月25日發表於《美國國家科學院院刊》(PNAS)的這項研究,利用原子力顯微鏡(AFM)拍攝了一張至今為止分辨率最高的大腸桿菌(E. Coli)照片。大腸桿菌是人體腸胃道內常見的一種細菌,有助於消化食物,是無害的,但是某些菌株會導致人體患上重症。近年來,科學家發現這些菌株的抗藥性越發明顯。

細菌很小,一個句點這麼小的地方,就可以容納150~300個細菌。在多數顯微鏡下,細菌看起來就是成堆成堆聚集的棒狀顆粒。這份研究拍攝的照片,能清晰地看到單個細菌外膜上的情況。

研究者之一倫敦大學學院(University College London)的納米技術專家胡根布姆(Bart Hoogenboom)說:「外膜是一層強大的屏障,是使得感染性細菌對抗生素具有抗藥性的重要因素。」於是他們的研究組決定用原子力顯微鏡好好看一下細菌外膜的結構。

他們拍下了一張活的大腸桿菌照片。從上面看到,它的外膜具有馬賽克似的分塊結構。大部份區域被不可移動的蛋白質覆蓋;但是其間零星有幾個區域完全沒有蛋白質,只有含糖的脂質分子。

胡根布姆說:「這意味著細菌外膜這層屏障不是均勻地『牢不可破』,可以利用藥物擊破薄弱區域,或者把薄弱區域進行拉伸直到把它撐破,從而攻入細菌內部。」

這層外膜是革蘭氏陰性菌特有的,像大腸桿菌;而革蘭氏陽性菌則沒有,比如葡萄球菌。革蘭氏陰性菌的細胞壁較厚,抗生素藥物難以突破其屏障以進入細菌內部並把它殺死。

細菌產生抗藥性後,即使普通的感染也可能會變成威脅生命的重症。近年來如何對付超級細菌已經成為世界衛生系統面臨的一大問題。#

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