科学家生物工程师是一种细胞速度计( 二 )


“回应的速度是你现在身体的速度 , ”桑菲利波说 。
“作者将他们在生物工程和生物物理学方面的专业知识(制造这些漂亮的流动室)与先进的生物学(RNA测序)相结合 , 以了解微生物学中的一些基本问题 , ”传染病主任 , 微生物学教授Joanne Engel说 。加州大学旧金山分校的免疫学 , 他没有参与这项研究 。
“将研究人员从不同领域聚集在一起的能力有助于以新的和创造性的方式推动研究 , ”她说 。“由于这种传感机制很可能在整个生物学中被发现 , 它可能有广泛的应用 , 甚至可能用于开发治疗细菌感染的新药(抗生素) , 尤其是血液感染(如败血症) 。”
一种与力量无关的反应
Sanfilippo和他的同事们最初认为 , 假单胞菌对流动的敏感性必须取决于它感知力的能力 , 正如我们都直观地理解当我们以更高的速度行驶时 , 一辆车窗口会发出更大的力量 。Gitai说 , 流量和力量之间的直观联系导致了该领域的普遍盲点 。
“其他研究人员发现 , 不同的细菌可以对流体流动作出反应 , 并且他们有效地认为它是力量 , ”Gitai说 。“直觉是如此强烈 , 以至于它应该是武力 , 事实上人们并没有费心去明确地测试它 。”
测试这一假设的方法来自Howard Stone , Donald R. Dixon '69和Elizabeth W. Dixon机械和航空航天工程教授以及该论文的共同作者 。Stone提出了一个实验 , 可以显示细菌是否对力有反应:将其提交给以相同速度流动的不同粘度或厚度的材料 。
【科学家生物工程师是一种细胞速度计】如果你将水倒在手上 , 然后以相同的速度将蜂蜜倒在上面 , 粘稠的蜂蜜会更加紧贴皮肤 , 这样你的手就会感觉更有力量 。Sanfilippo使用比默认介质粘度高10倍的流体进行实验 , 发现只对剪切速率 - 速度 - 而不是较厚流体的力作出反应 。
“做另外一个实验 - 我们称之为霍华德的实验 - 真的很关键 , ”桑菲利波说 。这使研究人员能够最终确定假单胞菌正在纯粹根据流动材料的速度调整其响应 , 这是以前从未记录过的 。为了将其与细菌中记录的其他类型的机械传感区分开来 , 该团队创造了“流变传感”或流动传感这一术语来描述这种现象 。
“我们在这里开设了一个小型油田 , ”Gitai说 。“考虑细菌如何在流动中生存是一个完全未被探索的领域 。我们希望人们能够与其他细菌一起研究这一点 。正如我们所说 , 哺乳动物研究中有一个巨大的假设 , 即一切都依赖于力 - - 我们热爱人们阅读我们的论文 , 然后回过头来重新审视其中的一些假设 , 并改变他们系统中的粘度 。“
Gitai说 , 目前尚不清楚假单胞菌如何从了解其周围液体的速度中获益 , 但它可能与病原体的多功能性有关; 他称之为瑞士军刀细菌 。
“伪单胞菌有很多不同的方式可以攻击 , ”吉泰说 。“一个想法是 , 它想知道什么时候使用哪种工具是合适的 。如果你有烧伤 , 它只是坐在你的皮肤上 , 也许它可以用来伤害你的基因不同于基因它会在你的泌尿道或血液中伤害你 。这就是一个重要的想法 - 它拟人化 - 它可以知道是否有流动 , 这可能有助于调整它对环境的反应 。“