Znajdź zawartość

Naukowcom z Wellcome Trust Sanger Institute w pobliżu Cambridge oraz Bristol University udało się zsekwencjonować, czyli ustalić dokładną sekwencję DNA, mikroorganizm będący przyczyną niebezpiecznie rosnącej liczby tzw. zakażeń szpitalnych. Badacze ustalili, że bakteria, należąca do gatunku Stenotrophomonas maltophilia, dysponuje wyjątkowo skutecznym systemem redukującym jej wrażliwość na antybiotyki. Pracujący na Uniwersytecie w Bristolu dr Matthew Avison, główny autor pracy, opisuje obiekt swoich badań: To najnowszy element listy opornych na antybiotyki "supermikrobów" powodujących zakażenia szpitalne. Wykazywany przez niego stopień oporności jest zatrważający. Wciąż rozwijają się nowe szczepy, które są oporne na wszelkie dostępne antybiotyki, a nowe, skuteczne przeciwko leki szerokim grupom mikroorganizmów, nie powstają ani nie są opracowywane. Bakteria, zwana w skrócie Steno, powoduje ciężkie zakażenia porównywalne z innymi szczepami tzw. bakterii szpitalnych, jak np. niektórymi szczepami gronkowca złocistego. Choć jest stosunkowo powszechna w przyrodzie, spowodowane przez nią infekcje wykrywane są wyłącznie na terenie szpitali. Rozwija się głównie w środowiskach wilgotnych, jak np. wyloty kranów, skąd może rozsiewać się na znaczną liczbę pacjentów. Jej zdolność do wywołania infekcji jest jednak możliwa wyłącznie w wyniku długotrwałej ekspozycji, np. wtedy, gdy przeniesie się na niewymieniane wystarczająco często cewniki lub inne elementy mające bezpośredni kontakt z ciałem pacjenta. Za szczególnie narażone na zakażenie uznawane są osoby ciężko chore oraz poddawane chemioterapii - u oby tych grup dochodzi do poważnego upośledzenia funkcji układu odpornościowego. Steno porasta ściany rurek i tworzy na nich cienką błonę, zwaną biofilmem. Gdy naczynie zostanie wypełnione płynem, możliwe jest oderwanie warstwy bakterii i przeniesienie jej do organizmu pacjenta. Może w ten sposób powodować niezwykle poważne zakażenia, których objawy określane są jako znana powszechnie z mediów sepsa. Szacuje się, że w samej Wielkiej Brytanii Stenotrophomonas maltophilia powoduje około tysiąca przypadków zakażenia krwi rocznie, które kończą się śmiercią pacjenta aż w trzech na dziesięć przypadków. Stwierdzono też obecność tego mikroorganizmu w płucach wielu pacjentów chorych na mukowiscydozę - stosunkowo częstą chorobę genetyczną, objawiającą się m.in. zaleganiem w płucach nadmiaru śluzu. Drobnoustrój może w ten sposób powodować ciężkie zapalenia w obrębie tego organu. Sekwencjonowanie genomu przybliżyło naukowców do uzyskania odpowiedzi na najważniejsze pytania dotyczące tego mikroorganizmu. Badacze chcę przede wszystkim wiedzieć, w jaki sposób Steno zasiedla wnętrze cewników i tworzy biofilmy, a także, dlaczego jest tak oporny na próby dezynfekcji sprzętu oraz na leczenie antybiotykami. Lepsze poznanie właściwości biologicznych tego "supermikroba" pozwoli na lepsze ukierunkowanie dalszych badań nad metodami walki z nim. Infekcje spowodowane przez bakterię nie są co prawda szczególnie powszechne, lecz obserwowany jest wyraźny wzrost ilości zakażeń, co budzi alarm wśród personelu medycznego oraz badaczy. Istnieje także ryzyko, że inne gatunki mikroorganizmów mogą wykazywać podobne właściwości. Rozwój wiedzy na ich temat, na czele z wiedzą z dziedziny fizjologii i genetyki, pozwoli znacznie ułatwić badania nad próbami skutecznej walki z nimi.

Ostatnie odkrycie dowodzi, że życie może istnieć w skrajnie niesprzyjających warunkach, pod powierzchnią Marsa czy na każdej niemal planecie w galaktyce. W południowoafrykańskiej kopalni złota uczeni znaleźli bakterie, które żyją w skałach na głębokości ponad 3 kilometrów, gdzie były izolowane przez miliony lat. Środowisko, w którym na nie natrafiono jest wyjątkowo nieprzyjazne, nigdy jeszcze nie spotkano organizmów, które żyłyby w tak niekorzystnych warunkach. Nie dociera tam światło słoneczne, a mikroorganizmy przebywają na powierzchni siarki, otoczone oparami wodoru, które pochodzą z napromieniowanej uranem wody. Już wcześniej znajdowano bakterie w gejzerach, wulkanach, pod powierzchnią polarnych lodowców czy na dnie oceanów. Warunki, w jakich musi żyć nowo odkryty organizm, są jednak znacznie trudniejsze. W badaniach wzięli udział akademicy z USD, Tajwanu, Kanady i Niemiec. Bakterie, znaleziono po 10 latach poszukiwań, należą do rodziny Firmicutes.

Naukowcy z MIT opracowali ciekawą metodę produkcji antybiotyków. Zmusili bakterie do walki pomiędzy sobą i w ten sposób odkryli substancję, która zabija Helicobacter pylori. Biolog molekularny Philip Lessard zauważa, że laboratorium to dla bakterii bardzo przyjazne miejsce. Ich kolonie są zwykle odżywiane przez naukowców, więc nie muszą walczyć o przeżycie. Być może z tego powodu nie zauważono wielu istotnych czynników, jak np. toksyn, które produkują, by zwalczać konkurencję. Odkrycie uczonych z MIT-u może mieć olbrzymie znaczenie, gdyż coraz trudniej jest opracowywać skuteczne leki - mikroorganizmy szybko nabywają oporności na nie. Z amerykańskich statystyk wynika na przykład, że każdego roku w USA dochodzi do 2 milionów zakażeń szpitalnych, z których 90 000 kończy się śmiercią. W przypadku aż 70% z tych infekcji mamy do czynienia z opornością na przynajmniej jeden antybiotyk. Naukowcy od lat zmagają się z tym problemem, próbując opracować kolejne antybiotyki. Tymczasem okazuje się, że same bakterie potrafią wytworzyć świetną broń przeciwko przedstawicielom innych gatunków. Jednak w laboratoriach rzadko są ku temu warunki, dlatego też umknęło to uczonym. Akademicy z MIT-u zsekwencjonowali genom Rhodococcus fascians i ze zdumieniem odkryli, że zawiera on geny odpowiedzialne za syntezę związków podobnych do antybiotyków. Organizm ten nie był dotychczas znany z produkcji antybiotyków. W naturze bakteria wykorzystuje tę właściwość, by zrobić sobie miejsce w tłumie innych bakterii. Jednak w laboratoriach Rhodococcus fascians jest hodowany wśród takich samych mikroorganizmów, nie ma więc potrzeby produkowania swojej broni. Substancję wytwarzaną przez R. fascians nazwano rhodostreptomycyną. Należy ona do klasy aminoglikozydów. Jeszcze nie wiadomo, czy przyda się ona w medycynie, jednak testy wykazały, że rhodostreptomycyna zabija Helicobacter pylori, odpowiedzialny m.in. z powstawanie wrzodów żołądka, i działa w kwaśnym środowisku, takim, jakie panuje w żołądku. Odkrycie akademików z MIT poruszyło środowisko naukowe. Jest ono niezwykle obiecujące, gdyż dotychczas z sekwencjonowania genomu bakterii wynikało, że potrafią one produkować 20-30 antybiotyków, ale obserwowano jedynie produkcję 2-3 z nich. Zespół z MIT być może znalazł sposób na zmuszenie mikroorganizmów do podzielenia się swoimi umiejętnościami.

Naukowcy z Japonii odkryli nowy gatunek bakterii zdolnych do przeżycia w... puszce lakieru do włosów. Doniesienie o odkryciu mikroorganizmu opublikowano w najnowszym numerze czasopisma International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Zanieczyszczenie produktów kosmetycznych zdarza się rzadko. Mimo to niektóre produkty nie są wystarczająco zabezpieczone przed rozwojem niektórych bakterii - mówi dr Mohammad Bakir, specjalista z jednego z najważniejszych w Japonii centrów badania i katalogowania mikroorganizmów. Naukowcy zajmujący się opisywaniem i klasyfikacją bakterii wstępnie przeanalizowali wykryte w kosmetyku bakterie. Wiadomo już, że ze względu na wygląd oraz sposób odżywiania można zaklasyfikować je jako nowy gatunek. Ku czci dr. Kazunori Hatano, znanego japońskiego badacza rodzaju Microbacterium, nazwano go Microbacterium hatanonis. Na razie nie wiadomo jednak dokładnie, czym żywi się bakteria wewnątrz opakowania kosmetyku ani jakie czynniki umożliwiły jej przeżycie w tak nieprzyjaznym otoczeniu. Nie jest też jasne, w jaki sposób bakteria przedostała się do kosmetyku mimo ustalonych w przemyśle norm bezpieczeństwa. W puszce lakieru odnaleziono również przedstawicieli spokrewnionego z nowo odkrytymi bakteriami gatunku Microbacterium oxydans. Odkrycie to budzi niepokój badaczy. Mikroorganizm ten jest co prawda dość powszechny w otoczeniu człowieka (występuje m.in. w mleku, mięsie i jajach), lecz jest także zdolny do wywoływania skomplikowanych zakażeń klinicznych. Najczęściej, choć nie zawsze, atakuje pacjentów chorych na białaczkę. Przedostaje się u nich do krwi, a w skrajnych przypadkach nawet do szpiku kostnego. Jego obecność wykryto także na niektórych rodzajach sprzętu medycznego, np. cewnikach. Obecnie trwają intensywne badania nad ustaleniem potencjalnej szkodliwości Microbacterium hatanonis.

Ekspertom z Uniwersytetu Kalifornijskiego udało się zajrzeć jeszcze głębiej do wnętrza komórki bakteryjnej. W najnowszym numerze czasopisma Science donoszą oni, że odpowiedzieli na kilka ważnych pytań na temat tzw. mikrokompartmentów - specyficznych "przedziałów" wewnątrz komórki, pełniących określone funkcje. Naukowcy z Kalifornii wierzą, że zablokowanie procesu tworzenia mikrokompartmentów mogłoby zapobiec infekcjom bakteryjnym. Są także przekonani, że ich odkrycie ułatwi w przyszłości modyfikowanie komórek bakteryjnych, przez co znajdzie zastosowanie w biotechnologii. W badaniach, których wyniki opublikowano 22 lutego, po raz pierwszy udowodniono istniejącą od dawna hipotezę, że mikrokompartmenty są zamkniętymi trójwymiarowymi strukturami otoczonymi szczelną błoną. W środku każdego z tych przedziałów panują specyficzne warunki, odpowiednie dla zachodzących w nim reakcji. Umożliwia to przeprowadzanie wielu procesów, często zachodzących w skrajnie różnych warunkach, równocześnie we wnętrzu jednej komórki. Aby bliżej zbadać ten fenomen, badacze skupili się na karboksysomie - najlepiej poznanym z mikrokompartmentów, przeprowadzającym reakcje wiązania dwutlenku węgla u bakterii samożywnych. Udowodniono, że zbudowany jest jak piłka futbolowa: składa się z sześciokątów i pięciokątów, graniczących ze sobą ścianami i tworzących niemal idealną geometrycznie sferę. Struktura ta jest niezwykle korzystna energetycznie, a do tego zapewnia wydajne przenoszenie obciążeń - nie bez powodu podobną strukturę wykazuje otoczka wielu wirusów, a nawet pojedyncze cząsteczki chemiczne zwane fullerenami. Należy jednak zaznaczyć, że mikrokompartmenty są zbudowane ze znacznie większej liczby cząsteczek - do zamknięcia pełnej sfery potrzeba ponad 3000 molekuł białka. Już ponad dwa lata temu, w sierpniu 2005 roku, ten sam zespół dowiódł, że białko tworzące mikrokompartmenty tworzy sześciokątne struktury. Do niedawna sądzono, że otoczka takiego przedziału jest stworzona wyłącznie z sześciokątów, a miejsca pomiędzy nimi tworzą pory, przez które zachodzi przepływ do środka i na zewnątrz otoczki. Teraz jednak udowodniono, że struktura jest znacznie bardziej szczelna, a otwory w błonie są wypełnione przez białka tworzące symetryczny pięciokąt. Zespół, prowadzony przez prof. Yeatesa, planuje teraz poprowadzić kolejne badania nad innymi typami mikrokompartmentów. Są one istotne z punktu widzenia medycyny, gdyż bakterie wytwarzają największą ich liczbę w czasie infekcji. Może to oznaczać, że zablokowanie powstawania tych struktur może być skuteczną metodą powstrzymania zakażeń bakteryjnych. Inne eksperymenty mają sprawdzić, w jaki sposób enzymy trafiają do mikrokompartmentu, jakie różnice występują w ich budowie oraz jak dokładnie zachodzi proces zamykania się tej struktury w trzech wymiarach. Niektórzy naukowcy od dawna przypuszczali, że dojdzie do odkrycia tak złożonych struktur wewnątrz komórek bakteryjnych, gdyż dla działania wielu enzymów i równoczesnego zachodzenia przeciwstawnych procesów biochemicznych było konieczne rozdzielenie ich w przestrzeni. Z drugiej jednak strony wielu z nich jest zaskoczonych tym, jak bardzo skomplikowana jest budowa komórki bakteryjnej. W pewien sposób zaciera to różnice pomiędzy komórkami eukariotycznymi (charakterystycznymi dla organizmów wyższych) a prokariotycznymi (czyli występującymi u bakterii i archeanów).

Wspólna ewolucja bakterii i układu odpornościowego organizmów wyższych jest prawdopodobnie tak stara, jak one same. Badacze z Uniwesytetu miasta York odkryli nowy mechanizm, pozwalający bakteriom ukryć się przed mechanizmami obronnymi gospodarza. Ta swoista "czapka niewidka", którą otaczają się bakterie, została odkryta u Haemophilus influenzae - mikroba powodującego liczne przypadki zapalenia ucha u dzieci. Dzięki wytworzonej przez siebie powłoce bakteria jest zdolna do poruszania się wewnątrz organizmu gospodarza bez ryzyka wykrycia przez system odpornościowy. Wytworzona przez H. influenzae otoczka wykazuje kilka cech, zapewniających jej "niewidzialność" dla układu immunologicznego. Po pierwsze: jest zbudowana z naturalnego składnika błony komórkowej człowieka - kwasu sialowego. W związku z tym, iż jest to substancja wykrywana przez organizm ludzki jako "własna", nie wywołuje odpowiedzi immunologicznej. Po drugie, powłoka ta jest bardzo szczelna - dzięki temu nie są eksponowane cząsteczki charakterystyczne dla bakterii, które mogłyby wywołać reakcję odpornościową. Co jest jednak niezwykle ciekawe, bakteria nie syntetyzuje kwasu sialowego sama. Zamiast tego... odcina wspomniane molekuły wprost z komórek człowieka! W ten sposób nie tylko może odżywiać się kwasem sialowym (jest pochodną cukru, toteż posiada wysoką wartość energetyczną), ale także wykorzystuje go do maskowania się w czasie "podróży" wewnątrz organizmu gospodarza. Swoje niezwykłe właściwości mikroorganizm zawdzięcza pojedynczemu enzymowi, który ułatwia bakterii wytwarzanie otoczki. Zdaniem dr. Gavina Thomasa, szefa projektu badań nad H. influenzae, odkrycie pojedynczego białka zwiększającego zjadliwość bakterii może ułatwić opracowanie leku, który - poprzez zablokowanie aktywności enzymu - mógłby ułatwić organizmowi człowieka samodzielne rozprawienie się z infekcją.

Craig Venter, sława wśród specjalistów badających DNA, stworzył pierwszy sztuczny chromosom. Praca Ventera nie została jeszcze oficjalnie zaprezentowana środowisku naukowemu, ale już teraz wiadomo, że wywoła ona gorące dyskusje. Sztuczny chromosom może pozwolić na kreowanie w przyszłości sztucznego życia, np. nowych gatunków roślin i zwierząt. Może się też przyczynić do powstania nieznanych dotąd źródeł energii i wspomóc ludzi walczących z globalnym ociepleniem. Nasuwa się też jednak wiele pytań o etyczną stronę takich działań oraz o to, jak na wprowadzenie nowych gatunków zareaguje ziemski ekosystem. Venter i jego zespół stworzyli chromosom składający się z 381 genów i 580 000 par zasad kodu genetycznego. Do eksperymentalnych badań wykorzystano bakterię Mycoplasma genitalium. Naukowcy usunęli z niej 20% genów, pozostawiając tylko te konieczne do podtrzymania życia. Następnie sztucznie zrekonstruowali chromosom. Nowy organizm nazwali Mycoplasma laboratorium. Uzyskana w ten sposób forma życia polega na mechanizmach replikacyjnych i metabolicznych gospodarza. Później stworzony przez ludzi kod genetyczny przeszczepiono innej bakterii.

Podróż statkiem kosmicznym nie jest zbyt zdrowa dla ludzi. Osłabia kości, mięśnie i system immunologiczny. Zupełnie inny efekt wywiera jednak na pałeczki Salmonelli. Przeprowadzone eksperymenty wykazały, że po pobycie w przestrzeni kosmicznej Salmonella jest wielokrotnie bardziej zjadliwa, niż jej kuzynka, która pozostała na Ziemi. Z jednej strony jest to zła wiadomość: agencje kosmiczne, planujące długotrwałe załogowe loty (np. na Marsa) muszą liczyć się z tym, że osłabiony organizm astronautów zetknie się z bardzo groźnymi mikroorganizmami. Z drugiej jednak strony odkrycie to może pomóc w opracowaniu nowych metod terapii. Cheryl Nickerson, profesor w Instytucie Bioprojektów Stanowego Uniwersytetu Arizony zbadał bakterie, które trafiły w przestrzeń kosmiczną wraz z misją STS-115 z 2006 roku. Okazało się, że podczas przebywania w kosmosie w ekspresji 167 genów zaszły znaczne zmiany. Gdy „kosmiczną” Salmonellą zarażono myszy, odsetek śmiertelnych zachorowań był znacznie wyższy niż u zwierząt zarażonych Salmonellą, która nigdy w kosmosie nie przebywała. Uczony odkrył też, że najważniejszym globalnym regulatorem zmian, które zaszły w kodzie Salmonelli jest pojedynczy gen. Być może uda się go wykorzystać do opracowania lepszych leków zwalczających Salmonellę na Ziemi. Uczestnicy misji STS-115 celowo zabrali ze sobą Salmonellę zamkniętą w specjalnej tubie, w której nie mogły się rozwijać. Gdy tuba trafiła na orbitę, astronauci dostarczyli bakteriom odżywkę. Następnie po 24 godzinach, połowa bakterii została przeniesiona do innej tuby z kolejną porcją odżywki, a druga połowa została wymieszana ze środkiem chemicznym, który zahamował jej rozwój. Tymczasem na Ziemi w laboratorium przeprowadzono identyczny eksperyment, posłużono się takim samym sprzętem i odczynnikami. Symulowano przy tym identyczne warunki (temperatura, wilgotność itp.), jakie panowały na statku kosmicznym. Z jednym wyjątkiem: bakterie rozwijały się w warunkach ziemskiej grawitacji. Późniejsze porównanie obu szczepów wykazało, że u bakterii z kosmosu sam brak grawitacji spowodował zmiany w ekpresji 167 genów i produkcji 73 białek. „Kosmiczna” Salmonella stała się przez to bardziej śmiertelna. Badanie bakterii w warunkach braku grawitacji może wydawać się bezużyteczne dla osoby, która całe życie pozostanie na Ziemi. Jednak tak nie jest. Jeanne Becker z National Space Biomedical Research Institute mówi: Popatrzmy na to z perspektywy bakterii. Chce ona przeżyć w nieprzyjaznym środowisku: nieważne, czy mowa tutaj o braku grawitacji, ataku ze strony systemu odpornościowego czy antybiotyków. Sposób, w jaki bakteria odpowiada na stres – na przykład wytwarzając takie czy inne białka – może przydać się do zbadania biochemicznych mechanizmów obronnych, a to z kolei prowadzi do opracowania nowych metod terapii. Brak grawitacji wpływa też na ludzkie geny. Eksperyment przeprowadzony na hodowlanej kulturze komórek ludzkich nerek wykazał, że po pobycie w przestrzeni kosmicznej zaszły zmiany w ekspresji 1600 genów. Zespół Nickersona badał też wpływ lotu kosmicznego na Pseudomonas aerguinosa, bakterię, która wywołała jedyną jak dotychczas poważną infekcję na statku kosmicznym. Do zdarzenia doszło podczas słynnego feralnego lotu Apollo 13. Po udanym lądowaniu astronauta Fred Haise przez kilka tygodni chorował na bardzo ostrą infekcję prostaty. Wyniki badań nad Pseudomonas nie zostały jeszcze opublikowane.

Po raz pierwszy w historii naukowcy odkryli niebezpieczną E.coli, która atakuje zwierzęta na Antarktydzie. Zjadliwy szczep E.coli, powodujący u ludzi i zwierząt niebezpieczne biegunki, zaatakował szczenięta fok na jednej z wysp. Naukowcy obawiają się, że choroba szybko może się rozprzestrzenić, gdyż kolonie fok są pożywieniem dla innych gatunków zwierząt. Bakteria została odkryta w futrach fok na wyspie Livingstone’a, w pobliżu znajdującej się tam chilijskiej stacji badawczej. Niebezpieczny patogen został przywleczony przez ludzi. Nigdy wcześniej nie znaleziono go u fok. Jorge Hernandez i jego koledzy ze szwedzkiego uniwersytetu w Kalmar, którzy znaleźli E.coli, stwierdzili również, że zwierzęta przebywające w pobliżu stacji badawczej są też nosicielami patogenów ze szczepów Salmonella i Campylobacter. Najbliższego lata w antarktycznych stacjach badawczych mają pojawić się specjalne odkurzacze próżniowe, które posłużą do czyszczenia ubrań. Ich zadaniem będzie zebranie z nich większych biologicznych cząstek, takich jak jaja insektów, które mogłyby zostać przyniesione przez człowieka na Antarktydę.

Istnieje przynajmniej jeden gatunek bakterii, który wyczuwa światło i wykorzystuje je do wzmacniania swojej zjadliwości (wirulencji). Brucella abortus wywołuje u zwierząt brucelozę, zwaną u ludzi gorączką falującą czy maltańską (objawy przypominają grypę). Nie spodziewaliśmy się, że Brucella będzie w jakikolwiek sposób reagować na światło, bo i po co – opowiada Roberto Bogomolni, szef Wydziału Biochemii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz. Ale zaobserwowaliśmy, że światło aktywuje tę bakterię, a kiedy się tak stanie, wzrasta jej zjadliwość. Bakterie dostosowują swoje zachowanie do środowiska. W ten sposób światło staje się ważnym sygnałem, który podpowiada im, gdzie się znajdują. Wykorzystują te dane, aby zadecydować, jak postąpić – tłumaczy współautor artykułu nt. badań, John Kennis z Vrije Universiteit w Amsterdamie. Gdy Brucella zarazi człowieka lub zwierzę, znajduje się wewnątrz ciała, gdzie panują ciemności. Kiedy jednak zostanie wyrzucona z organizmu gospodarza, orientuje się, że przebywa w świecie zewnętrznym wypełnionym światłem. Musi zainfekować następną ofiarę, dlatego sygnał "Widzę światło" oznacza "Muszę znowu stać się zakaźna". Z tego powodu Brucella wytworzyła w toku ewolucji mechanizm, za pośrednictwem którego wykrycie światła uruchamia reakcję w zakresie wirulencji – dodaje Kennis. Zdolność do wykrywania światła jest przez naukowców porównywana do bardzo prymitywnych oczu. Bogomolni wyjaśnia, czemu zdecydowano się na badanie fotowrażliwości u Brucelli. Okazało się, że wykryto w jej genomie domenę LOV, czyli "przepis" na białka, które u roślin odpowiadają za fototropizm (ruch w kierunku światła). Skrót LOV pochodzi od pierwszych liter angielskich słów oznaczających światło (light), tlen (oxygen) i napięcie (voltage). Zakodowane tu białka umożliwiają reagowanie na tego typu bodźce. U Brucelli światło aktywuje enzym zwany kinazą histydynową. Dzięki niemu bakteria zaczyna się szybko namnażać. Brucella nie jest jedyną bakterią z białkami LOV. Mikrobiolodzy oceniają, że można je znaleźć u ok. 100 innych gatunków bakterii. Na razie nie wiadomo, jakie funkcje pełnią w ich przypadku. E. coli także dysponuje wrażliwym na światło białkiem. Nie znamy jeszcze jego roli, ale może ją informować, czy jest w, czy poza jelitem – tłumaczy Kennis. Kinaza histydynowa występuje tylko u bakterii. Wyłączając geny regulujące jej wytwarzanie, można zapobiec namnażaniu i wzrostowi wirulencji, nie wyrządzając przy tym krzywdy ludziom ani zwierzętom.

Australijska firma biotechnologiczna informuje o opracowaniu technologii dostarczania leków antynowotworowych bezpośrednio do komórek rakowych. Taki sposób leczenia pozwalałby uniknąć zatruwania całego organizmu chorego, do którego dochodzi podczas tradycyjnej chemioterapii. Dostarczenie leku bezpośrednio do komórki pozwoliłoby wielokrotnie zmniejszyć dawki leków i byłoby łatwiej tolerowane przez organizm pacjenta. Firma EnGeneIC stworzyła nanometrowej wielkości komórki, zawierające leki. Dzięki umieszczonym na powierzchni przeciwciałom, namierzają one komórki rakowe i przyczepiają się do nich. Australijczycy zapewniają, że podczas testów na naczelnych dowiedziono, że metoda jest całkowicie bezpieczna i zaobserwowano regresję nowotworów. EnGeneIC chce, o ile otrzyma zgodę odpowiednich władz, jeszcze w bieżącym roku rozpocząć testy na ludziach. Jennifer MacDiarmid, naukowiec biorący udział w pracach nad nową terapią, mówi, że po raz pierwszy istnieje realna szansa na stosowanie u pacjentów indywidualnego leczenia antynowotworowego. Jak to działa Do transportowania leków australijscy uczeni wykorzystali bakterie. Udało im się zmusić je do takiego podziału, by po nim pozostawały za każdym razem małe "baloniki” cytoplazmy, które można napełnić różnymi lekami. Te "baloniki” uczeni nazwali EDV (EnGeneIC Delivery Vehicle – pojazd dostawczy EnGeneIC). Są łatwe i tanie w produkcji oraz mogą zostać wykorzystane do dostarczania leków. Wyglądają jak bakterie, ale nie mają chromosomów i nie są żywe. A ponieważ mają sztywną błonę, nie dochodzi do ich zniszczenia podczas wstrzykiwania do ciała pacjenta i mogą dostarczyć lek w konkretne miejsce – mówi MacDiarmid. EDV mogą selektywnie wybierać swój cel dzięki odpowiednim przeciwciałom umieszczonym na ich powierzchni. Jedno z przeciwciał przyczepione jest do EDV i łączy się za pomocą specjalnej molekuły z drugim przeciwciałem, które jest specyficzne dla konkretnego rodzaju białka. Na przykład może to być receptor Her2, specyficzny dla komórek raka piersi. Dodatkową zaletą takiego rozwiązania są niewielkie rozmiary EDV. Ten "pojazd” ma jedynie 400 nanometrów średnicy, może więc przemieszczać się w układzie krwionośnym i bez najmniejszego problemu przedostaje się do guza. W ciągu 2 godzin po iniekcji, ponad 30% leku trafia do guza – mówią uczeni. Podczas testów na myszach EDV wypełniono lakiem, który zwalcza raka piersi, białaczkę i raka jajników. Następnie wstrzyknięto go zwierzętom. Zauważono u nich znaczne zmniejszenie się guzów, a jednocześnie organizm, dzięki niższej dawce, został znacznie mniej obciążony niż przy wykorzystaniu tradycyjnej chemioterapii. Podobne wyniki uzyskano podczas testów na psach. Eksperymenty na świniach i małpach wykazały, że EDV nie jest toksyczne i nie powoduje znaczącej reakcji immunologicznej. Dobrą wiadomością jest też fakt, że, jak dotąd, nie znaleziono leku, którego EDV nie mógłby dostarczyć, a stosowane dzięki nowej metodzie dawki są tysiące razy mniejsze, niż przy wykorzystaniu metod tradycyjnych. Co więcej EDV prawdopodobnie można wykorzystać też podczas innej nowatorskiej metody leczenia – interferencji RNA (RNAi).

Dysponując niewielką zaawansowaną technicznie wagą, badacze mogą teraz zważyć żywe bakterie i komórki układu odpornościowego. Tradycyjna metoda oceny wagi polega na umieszczeniu cząsteczki w warunkach próżniowych na silikonowej płytce. Płytka drga z naturalną dla siebie częstotliwością. Zmienia się ona nieznacznie pod wpływem ciężaru cząsteczki. Oceniając wielkość zmiany, oblicza się masę molekuły. Rzecz jasna żywe komórki nie mogą przetrwać w próżni i muszą być zanurzone w płynie. Może on wpływać na wyniki pomiaru, gdy płytka również się w nim zanurzy. Grupa naukowców z MIT rozwiązała ten problem, wprowadzając ciecz z komórkami za pośrednictwem mikrokanału wydrążonego w samej szalce. Waga podaje odczyty z dokładnością do femtograma (1 fg, czyli 10-18 kg), co odpowiada masie jednej bakterii E. coli! Naukowcy twierdzą, że tania miniwaga pomoże np. w zliczeniu komórek CD4 u pacjentów zakażonych wirusem HIV, a to z kolei pozwoli ocenić postępy choroby.

Japońscy naukowcy stworzyli mikrosilnik napędzany przez... bakterie. Organizmy, wędrując wewnątrz mechanizmu napędzają niewielki rotor stworzony z dwutlenku krzemu. Yuichi Hiratsuka i jego zespół zatrudnili bakterie Mycoplasma mobile do napędzania silnika. Potrafią się one poruszać z prędkością do 5 mikrometrów na sekundę. Hiratsuka zauważył, że M. mobile są znacznie bardziej efektywnym napędem niż stosowane dotychczas proteiny czy molekuły. Mycoplasma to jeden z wielu przykładów mikroorganizmów, które wykazują interesujące i potencjalnie użyteczne właściwości – mówi japoński naukowiec. Na przykład Chlamyodomonas porusza się w kierunku źródła światła, a Dictyostelium amoeba w kierunku pewnych substancji chemicznych. W tej chwili nie jesteśmy w stanie przewidzieć, jakie urządzenia mogą powstać dzięki tym organizmom. Jednak Mycoplasma mobile może zostać wykorzystana do produkcji pomp dla miniaturowych układów analitycznych. Możemy również stworzyć generatory energii elektrycznej, które przetwarzałyby nadmiar energii chemicznej w ciele człowieka w energię elektryczną. W przyszłości mogłyby powstać silniki dla miniaturowych robotów wykonujących swoje zadania w miniaturowym świecie. Japoński silnik składa się z centralnego "basenu”, w którym znajdują się bakterie. W jego rogach umieszczono specjalne ścieżki zakończone „rondem”. Budowa wejść do ścieżek wymusza na bakteriach ruch w jednym kierunku. Wewnątrz ścieżek znajdują się miniaturowe rotory popychane przez bakterie, które tam przypadkiem wejdą. Podczas eksperymentów obserwowano, że rotory poruszały się dzięki bakteriom z prędkością 2,6 obrotu na minutę. Naukowcy nie byli jednak w stanie obserwować, ile mikroorganizmów było potrzebnych do popychania rotorów, sądzą jednak, że nie była to duża liczba. Obecnie pracują oni nad zmuszeniem bakterii do bardziej efektywnej pracy.