康奈尔大学的两名研究人员在一个儿童生日派对上的一次随意交谈，促成了一项合作，并对细菌如何抵抗毒素有了新的理解，这可能会导致对抗有害感染的新工具。
人们已经知道物理力会影响我们体内细胞的生长和生存，但是对于这些力在原核生物(包括细菌在内的单细胞生物)中所起的作用却知之甚少。
西伯利大学机械与航空航天工程学院的副教授克里斯托弗·埃尔南德斯有一个微流控装置的想法，该装置可以使单个细菌承受已知的力和机械变形。但他知道很少有方法来衡量这种影响——直到他偶然遇到了彭晨，他是艺术与科学学院化学与化学生物学系的彼得·j·w·德拜教授。
陈发明了一种方法来标记和观察一种特定的分子，这种分子可以将毒素从某些细菌的内膜中抽出来。通过把他们的想法放在一起，研究人员已经得出结论，机械压力可以中断细菌暴露在毒素中的生存能力。
他们发表在11月26日的《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)杂志上的论文《机械应力对细菌中的多组分流出络合物的影响》(Mechanical Stress Multicomponent Efflux complex in Bacteria)。
革兰氏阴性细菌的特征是它们的双膜细胞包膜，并且有能力组装分子泵来清除那些设法进入细胞的有毒物质，包括抗生素。Hernandez和Chen的研究表明，当大肠杆菌被放置在一个微流体装置中，并被强制流进一个非常狭窄的空间时，由此产生的机械压力足以导致这些泵破裂并停止工作。
埃尔南德斯说:“这是首次对细菌的机械生物学进行研究。”“我们的发现提供了证据，表明细菌与其他类型的细胞相似，它们通过分子复合物对机械力做出反应。”
“我们的工作表明，你可以用机械手段破坏细菌的泵系统，”陈说，“这可能会给我们提供一个新的工具，来加强对细菌疾病的治疗。”
Hernandez和Chen创造的方法可以用来检查各种原核细胞的结构、功能和行为。
埃尔南德斯说:“对我们来说，下一步可能采取的步骤是，研究在革兰氏阴性细菌的双膜细胞壁上也起作用的相关复合物，并探索这些细菌最初是如何形成这种细胞包膜的。”
细菌为排出毒素而组装的超短肽蛋白复合物不仅在抗生素耐药性中起作用，而且在其他关键过程中也起作用，如外膜成分的移位和细胞分裂。如果这些蛋白质复合物的其他类型也同样受到机械压力的影响，这表明细菌的其他生理机制可能对机械力很敏感，从而为可能加强对细菌引起的一系列疾病的治疗打开了大门。
研究生Lauren Genova(化学和化学生物学)和Melanie Roberts(机械工程)是共同的第一作者。约瑟夫·c·福特大学(Joseph C. Ford)工程学教授赫伯特·许(Herbert Hui)也做出了贡献。
这项研究得到了陆军研究办公室、国家科学基金会和国家卫生研究院的资助。这项研究的部分工作是在康奈尔纳米科技中心和康奈尔生物技术资源中心完成的。
克里斯·道森是工程学院的一名作家。
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