Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'E. coli' .
Znaleziono 22 wyników
-
Izraelskim naukowcom udało się stworzyć bakterie Escherichia coli, które żywią się dwutlenkiem węgla a nie cukrami i innymi molekułami organicznymi. To jak metaboliczny przeszczep serca, komentuje biochemik Tobias Erb z Instytutu Mikrobiologii im.Maksa Plancka w Marburgu, który nie był zaangażowany w badania. To niezwykle ważna osiągnięcie, gdyż całkowicie zmienia sposób funkcjonowania jednego z najważniejszych organizmów modelowych w biologii. Ponadto w przyszłości można by wykorzystać odżywiające się CO2 E. coli do tworzenia organicznych molekuł, które mogłoby być wykorzystywane do produkcji żywności lub jako biopaliwa. Produkcja takich towarów powinna wiązać się z mniejszą emisją węgla do atmosfery, a być może udałoby się też usuwać CO2 z powietrza. Rośliny i cyjanobakterie wykorzystują światło do zamiany dwutlenku węgla w przydatne molekuły, takie jak DNA, proteiny czy tłuszcze. Jednak organizmy te trudno jest modyfikować genetycznie, przez co dotychczas nie udało się stworzyć z nich wielkich biologicznych fabryk. E. coli łatwo jest modyfikować, a szybki wzrost tego organizmu oznacza, że można ją równie szybko testować i dostosowywać do naszych potrzeb. Problem jednak w tym, że E. coli żywi się cukrami i emituje CO2. Biolog Ron Milo i jego zespół z Instytutu Weizmanna, od dekady pracują nad zmianą diety E. coli. W 2016 roku opracowali bakterię, które żywiła się CO2, jednak dwutlenek węgla stanowił niewielki odsetek jej zapotrzebowania na węgiel. Ostatnio Milo wraz z kolegami wykorzystali techniki inżynierii genetycznej oraz ewolucji w laboratorium i stworzyli szczep E. coli, który cały potrzebny węgiel czerpie z dwutlenku węgla. Najpierw naukowcy wyposażyli bakterię w enzymy, które organizmy przeprowadzające fotosyntezę wykorzystują do zamiany CO2 w węgiel organiczny. Dodatkowo E. coli trzeba było wyposażyć w gen, który umożliwiał jej czerpanie energii z mrówczanów. Jednak nawet wówczas bakteria nie chciała rozwijać się bez obecności cukrów. Wówczas naukowcy zaprzęgnęli do pracy ewolucję. Przez rok hodowali kolejne pokolenia E. coli, które przetrzymywano w warunkach 250-krotnie wyższej koncentracji CO2 niż w atmosferze ziemskiej i podawano minimalne ilości cukrów. Po około 200 dniach pojawiły się pierwsze bakterie zdolne do wykorzystania CO2 jako jedynego źródła cukru. Po około 300 dniach bakterie te w warunkach laboratoryjnych namnażały się szybciej, niż bakterie, które nie wykorzystywały dwutlenku węgla. Milo mówi, że zmodyfikowane E. coli wciąż mają zdolność wykorzystywania cukrów i, jeśli mogą, to właśnie je preferują. Rozwijają się też wolniej. Standardowe E. coli dwukrotnie zwiększają swoją liczbę co 20 minut, tymczasem u zmodyfikowanych E. coli w atmosferze składającej się z 10% CO2 podział zachodzi co 18 godzin. Ponadto nie są w stanie przetrwać bez cukrów w obecnej atmosferze ziemskiej, w której ilość dwutlenku węgla wynosi 0,041%. Izraelczycy pracują teraz nad przyspieszeniem wzrostu bakterii i umożliwieniem im rozwijania się przy niższych stężeniach dwutlenku węgla. Podkreślają, że to na razie wstępne badania i miną całe lata, zanim tak zmodyfikowane E. coli zostaną wykorzystane w roli fabryk. « powrót do artykułu -
Pierwsze badanie dotyczące tego, co przez 1,5 godz. przed zjedzeniem dzieje się z drugim śniadaniem (a właściwie w jego wnętrzu), objęło ponad 700 należących do przedszkolaków pudełek z wiktuałami. Wykazało ono, że tylko 2% mięs, warzyw i nabiału przechowywano w bezpiecznym zakresie temperatur. Byliśmy w szoku, kiedy odkryliśmy, że ponad 90% psujących się produktów […] trzymano w niebezpiecznej temperaturze – opowiada doktorant Fawaz Almansour. Wyniki jego studium ukazały się właśnie w piśmie Pediatrics. Według Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom, łatwo psujące się towary, które przez ponad 2 godziny znajdowały się w temperaturze 4-60 stopni Celsjusza, nie są już bezpieczne. Mimo że 45% opakowań z drugim śniadaniem zawierało lód, a ok. 12% kanapek schowano do lodówek i tak niemal wszystkie łatwo psujące się produkty "stały się podejrzane". Jak tłumaczy Almansour, nim nadeszła pora posiłku, bakterie powodujące zatrucia pokarmowe, np. pałeczki Salmonelli czy okrężnicy (E. coli), mogły się namnożyć. Doktorant przekonuje, że rodzice najlepiej zrobią, jeśli włożą do pudełka jak najwięcej lodu i poproszą dziecko, by po przyjściu do szkoły od razu schowało przekąskę do lodówki. W ramach studium Almansour zajął się drugimi śniadaniami przedszkolaków z 9 miejsc w Teksasie. Badano je w ciągu 3 losowych dni między 9.30 a 11. Spośród 705 tylko 11,8% trzymano w lodówce. Dziewięćdziesiąt jeden procent umieszczono w termoizolacyjnej plastikowej torbie na lunch, jednak te nie utrzymywały właściwej temperatury. Większość psujących się produktów przechowywano w temperaturze bliskiej pokojowej; średnia wynosiła 17,6 st. Celsjusza. Z 1361 psujących się produktów tylko 22 były bezpieczne (trzymano je w temperaturze poniżej 4 st. Celsjusza). Amerykanie zauważyli, że nawet włożenie lunchu do lodówki nie gwarantuje sukcesu. Ustalono bowiem, że choć 458 produktów umieszczono w chłodziarce w pojemniku, tylko 4 znalazły się w bezpiecznym zakresie temperatur. Naukowcy uważają, że działo się tak, gdyż przed włożeniem do lodówki jedzenie poleżało trochę na zewnątrz, a później w lodówce torba termoizolacyjna próbowała utrzymać wyższą temperaturę, jaka panowała na zewnątrz.
-
By się rozmnażać, wirusy wprowadzają swój materiał genetyczny do komórek atakowanego organizmu. W przebiegu odwiecznej wojny między bakteriami a wirusami te pierwsze wykorzystały metodę przeciwnika, by wykształcić jeden z pierwszych na Ziemi prymitywnych układów odpornościowych. Artie McFerrin Texas A&M University wyjaśnia, że wojna bakteryjno-wirusowa toczy się od milionów lat, zaś bakterie rozwinęły antybiotykooporność dzięki wirusowemu DNA, które uległo zmutowaniu. Po przebiciu błony komórkowej wirus wprowadza do cytoplazmy swój kwas nukleinowy. Potem następuje przejęcie kontroli nad metabolizmem gospodarza, tak że bakteria pracuje już na użytek wirusa i kopiuje jego materiał genetyczny i białka kapsydu. Z powodu licznych przypadkowych mutacji w chromosomie bakterii wszystko może jednak pójść nie po myśli najeźdźcy. Ponieważ materiał genetyczny wirusa stał się już częścią chromosomu bakterii, także ulega zmutowaniu. W ten sposób bakteria nie tylko nie pada ofiarą swojego naturalnego wroga, ale i radzi sobie lepiej od pobratymców bez obcego kwasu nukleinowego. Zyskuje nowe triki, nowe geny, nowe białka i nowe umiejętności. Odkryliśmy, że z wirusowym DNA schwytanym na miliony lat w chromosomie komórka wytworzyła nowy układ immunologiczny. Pozyskała nowe białka, które pozwoliły odeprzeć napór antybiotyków i innych szkodliwych czynników próbujących ją utlenić, takich jak np. nadtlenek wodoru. Te komórki, które dysponują nowy wirusowym zestawem trików, nie umierają lub nie umierają tak szybko. By dojść do takich wniosków, zespół Wooda musiał najpierw przeprowadzić eksperymenty na pewnym szczepie pałeczek okrężnicy (Escherichia coli). Z ich chromosomów usunięto całe wirusowe DNA. Za pomocą "enzymatycznych nożyc" z 9 lokalizacji wycięto w sumie 166 tys. nukleotydów. Okazało się, że po tej operacji znacznie wzrosła wrażliwość bakterii na antybiotyki. To konkretne studium dotyczyło E. coli, ale niemal u wszystkich bakterii można znaleźć wirusowy materiał genetyczny, a u niektórych szczepów wirusowe DNA stanowi aż 20% chromosomu. U niektórych bakterii 1/5 chromosomu pochodzi od ich wroga, a do czasu naszego studium ludzie przeważnie nie podejmowali prób badania tych 20%, uznając, że to DNA jest bierne i nieistotne, nie ma więc większego wpływu na komórkę. A jak widać, bez tego typu analiz nie uda się prawdopodobnie opracować skutecznych antybiotyków.
-
Osoby, które po wypiciu wody skażonej bakteriami E. coli przeszły zapalenie żołądka i jelit (tzw. grypę jelitową), są w przyszłości bardziej narażone na nadciśnienie oraz choroby nerek i serca (British Medical Journal). Kanadyjscy badacze z Lawson Health Research Institute i Uniwersytetu Zachodniego Ontario oceniali ryzyko nadciśnienia, upośledzenia czynności nerek i chorób sercowo-naczyniowych w ciągu 8 lat od zakażenia pałeczkami okrężnicy po wypiciu zanieczyszczonej wody. Akademicy skorzystali z danych zgromadzonych w ramach Walkerton Health Study. Jego realizatorzy w pierwszym tego typu badaniu na świecie oceniali długoterminowe skutki zdrowotne zatrucia, do którego doszło w maju 2000 r. w wyniku zanieczyszczenia sieci wodociągowej Escherichia coli O157:H7 - enterohemolitycznym szczepem bakterii Escherichia coli, wywołującym choroby układu pokarmowego i moczowego – oraz bakteriami z rodzaju Campylobacter. Uczestnicy studium co roku wypełniali kwestionariusz, przechodzili też badania lekarskie i laboratoryjne. W grupie 1977 dorosłych aż u 54% (1067) wystąpiła ostra biegunka (acute gastroenteritis), a 378 osób skorzystało z porady lekarskiej. Okazało się, że w porównaniu do osób zdrowych lub wykazujących w 2000 r. jedynie lekkie objawy, u jednostek ze zdiagnozowaną ostrą biegunką ryzyko nadciśnienia wzrastało 1,3 razy, upośledzenia filtracji kłębuszkowej – 3,4, a zdarzeń sercowo-naczyniowych, takich jak udar czy zawał – 2,1.
-
Naukowcy z Uniwersytetu w Nottingham odkryli, że w układzie nerwowym karaczanów i szarańczy występuje aż 9 toksycznych dla bakterii substancji. Upatrują w tym szansy na opracowanie nowych antybiotyków na zakażenia wielolekoopornymi patogenami. Zespół Simona Lee ustalił, że izolaty tkanki nerwowej wymienionych wyżej owadów zabijały ponad 90% metycylinoopornych szczepów gronkowca złocistego (MRSA, ang. methicyllin-resistant Staphylococcus aureus) i bakterii E. coli. Co ważne, nie uszkadzały przy tym ludzkich komórek. Nowe antybiotyki mogą stanowić wartościową alternatywę dla aktualnie wykorzystywanych leków, które są często skuteczne, ale wywołują poważne efekty uboczne. Lee uważa też, że wskutek braku zachęt finansowych przemysł farmaceutyczny proponuje coraz mniej nowych antybiotyków, a to oznacza, że warto się zwrócić ku zupełnie innym źródłom nieznanych wcześniej substancji i preparatów. Owady często żyją w niehigienicznych warunkach, dlatego muszą zwalczać wiele różnych rodzajów bakterii. Jest zatem logiczne, że rozwinęły rozmaite metody chronienia się przed mikroorganizmami. Już jutro (7 września) Simon Lee zaprezentuje wyniki z eksperymentów na karaluchach i szarańczy na odbywającej się w Nottingham konferencji Society for General Microbiology.
-
W tkankach pacjentów z chorobą Leśniowskiego-Crohna - nieswoistym stanem zapalnym ściany przewodu pokarmowego, któremu towarzyszą przewlekłe biegunki, bóle brzucha i krwawienia - występuje więcej bakterii E. coli. Cechuje ich również obniżona zdolność zwalczania bakterii jelitowych. Specjalnie z myślą o nich naukowcy testują obecnie preparaty na bazie rozpuszczalnych włókien z banana jadalnego. Tak zwane lepkie szczepy E. coli potrafią penetrować ściany jelita przez komórki M. Występują one w kępkach Peyera, które stanowią związaną z błoną śluzową przewodu pokarmowego część układu odpornościowego (ang. gut-associated lymphoid tissue, GALT). Komórki M nie mają mikrorzęsek, lecz mikrofałdy (litera M pochodzi od ang. słowa microfolds) i pobierają ze światła jelita różne antygeny. W pęcherzykach utworzonych z ze wspomnianych wyżej minifałdek przekazują je do położonych niżej makrofagów i komórek dendrytycznych, a te prezentują antygeny limfocytom T. Naukowcy z Uniwersytetu w Liverpoolu i firmy biotechnologicznej Provexis wykazali, że rozpuszczalne włókna z banana blokowały wychwyt i transport bakterii za pośrednictwem komórek M. Wyniki porównano z rezultatami uzyskiwanymi za pomocą monooleinianu polioksyetylenosorbitolu (Polysorbate 80): niejonowego detergentu, emulgatora używanego w dodatkach do żywności. W produktach przetworzonych wiąże on wszystkie składniki; oznacza się go symbolem E433. Testy zademonstrowały, że działa odwrotnie do włókien banana - sprzyja wnikaniu bakterii do komórek M. Zespół sprawdza teraz, czy medyczny pokarm z włóknami banana prowadzi do remisji choroby Leśniowskiego-Crohna. Choroba występuje u ludzi na całym świecie, jednak o wiele częściej w krajach rozwiniętych, gdzie dominuje żywość przetworzona, a dieta jest uboga w błonnik. Odnotowano szybki wzrost częstości zachorowań w Japonii, gdzie upowszechniło się menu typu zachodniego. Czynniki dietetyczne oraz zwiększona liczba E. coli w jelicie pacjentów sugerują, że może istnieć związek między pokarmami, które spożywamy, a transportem bakterii w organizmie – tłumaczy prof. Jon Rhodes.
-
Zbliżają się czasy, kiedy organizmy żywe będzie można składać ze standardowych części. Te, gotowe, będą wyręczały nas w różnych sprawach i wykonywały różne zadania. Brzmi jak fantastyka? Dla zorientowanych w temacie to już nie fantastyka, zwłaszcza kiedy Justin Gallivan z Uniwersytetu Emory w Atlancie zbudował bakterię do sprzątania. Gallivan zajmuje się tak zwaną biologią syntetyczną: kreowaniem nowych, przydatnych żywych organizmów. Wymaga to połączenia wiedzy i praktyki z kilku dziedzin: biologii, chemii, genetyki, inżynierii materiałowej. Mój cel to przeprogramowanie prostych organizmów, żeby zmusić je do wykonania nowych, przydatnych dla nas rzeczy w sposób celowy i przewidywalny - mówi. - To jest rewolucja, która właśnie zachodzi w biologii. Zaczynamy dopiero rozumieć, jak żywe organizmy działają. Zamiast pytać: jak to działa? Zaczynamy pytać: jak zmienić to działanie? Jest pytanie, jest odpowiedź - można powiedzieć. Naukowiec z Emory właśnie to zrobił: przekonstruował zwykłą, nieszkodliwą bakterię E. coli tak, aby wedle żądania wyszukiwała i niszczyła cząsteczki atrazyny - wysoce szkodliwego środka chwastobójczego, który wciąż jest używany w USA. W Europie atrazyna została zabroniona ze względu na zwoje uboczne działania, ale tam, gdzie jeszcze jest używana, jej obecność w glebie jest problemem. Wybór padł na pałeczkę coli, ponieważ jest już dobrze poznana przez naukowców. Znamy jej budowę i zachowanie: zbliża się do rzeczy, które lubi, ucieka od tych, których nie lubi. Komunikuje się z innymi bakteriami. Potrafi wytwarzać złożone związki, szybko się powiela. Można ją nakłonić do zrobienia różnych rzeczy, jeśli się za to odpowiednio zabrać. „Program" działania bakterii jest oczywiście ukryty w genach, a sterują nim przełączniki RNA, tak zwane ryboprzełączniki (od nazwy kwasu rybonukleinowego). Pierwszym zadaniem była zmiana istniejącego programu, przez „włamanie się" i zainstalowanie własnych, syntetycznych ryboprzełączników, które zmieniły działanie systemu nawigacji E. coli. Od teraz reagowała ona na obecność atrazyny i podążała w jej kierunku. Ale po wycelowaniu bakterii w cel, trzeba ją jeszcze odpalić. Naukowcy posłużyli się do tego genami konsumpcji pochodzącymi z innej bakterii, które przełożyli, jak klocek z innej układanki, do swojej E. coli. Teraz przerobiona i poskładana przez nich bakteria namierza cząsteczki atrazyny, zbliża się do nich i zjada je, pozostawiając znacznie mniej szkodliwe resztki. W ten sposób sprząta po nas to, czego my sami nie umiemy posprzątać. Odkrycie to jeden z kolejnych kroków w obiecującym - ale nieznanym - kierunku. Kreowanie nowych organizmów może okazać się zarówno rozwiązaniem licznych problemów naszej cywilizacji, a może okazać się zagrożeniem dla jej istnienia. Ale zapewne stopniowo zadomowi się w naszym życiu i nie będziemy się nawet zbytnio zastanawiać nad tym, co dziś wydaje się takie zdumiewające.
-
Kiedy na podstawie DNA syberyjskich okazów mamutów sprzed 43-25 tys. lat międzynarodowy zespół naukowców odtworzył hemoglobinę, okazało się, że w toku ewolucji u zwierząt tych wykształciło się specjalne przystosowanie do chłodnego klimatu. Pozwalało ono kopalnym słoniom ochładzać kończyny, by zminimalizować utratę ciepła (Nature Genetics). Przywrócenie do życia złożonych białek wymarłych gatunków, takich jak mamuty włochate, było nadzwyczajnym osiągnięciem. To prawdziwa paleobiologia, ponieważ możemy badać i mierzyć funkcjonowanie tych zwierząt, jakby dziś nadal żyły obok nas – opowiada prof. Alan Cooper, dyrektor Australijskiego Centrum Badania Starożytnego DNA (Australian Centre for Ancient DNA, ACAD) na Uniwersytecie w Adelajdzie. To w kierowanej przez niego instytucji udało się zsekwencjonować mamucią hemoglobinę. Podobnego zdania jest prof. Kevin Campbell z University of Manitoba, który cieszy się, że udało się odtworzyć fizjologiczne cechy zwierzęcia nieistniejącego od wielu tysięcy lat. Nasze podejście otwiera drogę do badania biomolekularnych i fizjologicznych charakterystyk wymarłych gatunków, nawet jeśli chodzi o właściwości, które nie pozostawiły śladu w zapisie kopalnym. Wszystko zaczęło się 7 lat temu, gdy Campbell skontaktował się z Cooperem i zasugerował, że warto byłoby odtworzyć hemoglobinę mamutów. Mimo wątpliwości, Cooper przyjął propozycję. Zespół przełożył sekwencje odpowiadające hemoglobinie Mammuthus primigenius na RNA i wprowadził je do bakterii E. coli. To właśnie pałeczki okrężnicy ostatecznie wyprodukowały żądane białko. Campbell cieszy się, że pozyskane w ten sposób cząsteczki hemoglobiny są takie same jak te, które ukazałyby się oczom i szkiełkom naukowców, gdyby cofnęli się w czasie i pobrali krew od mamuta przemierzającego tundrę. Członkowie ekipy przeprowadzili szereg testów fizjologicznych oraz modelowanie chemiczne. Trzy niezwykłe zmiany w sekwencji białka pozwoliły mamuciej krwi dostarczać tlen do komórek nawet przy bardzo niskich temperaturach. Wskazuje to na przystosowanie do środowiska arktycznego – przekonuje prof. Roy Weber z Uniwersytetu w Århus.
-
Brytyjscy naukowcy opracowali powłokę do ran czy oparzeń, która zachęca bakterie do popełnienia samobójstwa. Znajdują się w niej pęcherzykowate twory, do złudzenia przypominające komórki stanowiące cel patogenów. Gdy bakterie zaczynają atakować, ku ich "zdumieniu" z pułapek zaczyna się wydzielać zabójcza dla nich substancja. Toby Jenkins z Uniwersytetu w Bath opowiada, że wcześniej stosowano opatrunki ze srebrem. Metal mógł jednak uszkadzać komórki, które próbowano odtworzyć, poza tym ginęły słabsze bakterie, a te pozostałe przy życiu mogły się jeszcze bardziej wzmocnić. Nową technikę przetestowano na tkaninie z naniesionymi zjadliwymi bakteriami wytwarzającymi toksyny – gronkowcami (Staphylococcus) oraz z rodzaju Pseudomonas – i łagodnym szczepem pałeczki okrężnicy (Escherichia coli). Po przeniesieniu skrawka materiału na szalkę, E. coli rozmnażały się bez przeszkód, a pozostałe mikroorganizmy nie rosły właściwie w ogóle. Oznacza to, że w przypadku tych ostatnich toksyny czy enzymy doprowadziły do otwarcia kapsułek z antybiotykiem. Koledzy po fachu dobrze przyjęli pomysł Brytyjczyków, zaznaczają jednak, że bakterii nie da się bezproblemowo podzielić na dobre i złe. Przykładów nie trzeba szukać daleko. W końcu niektóre szczepy wykorzystanych w eksperymencie E. coli także wytwarzają toksyny. Jak zwykle ostatecznym testem dla metody okaże się praktyka. Tylko na realnych bakteriach i ranach uda się przeprowadzić kategoryzację. Wynalazcy próbują stworzyć pęcherzyki, które utrzymają się dłużej niż obecne minuty czy godziny. Dotąd badania prowadzono, wypełniając pułapki azydkiem sodu. W przyszłości zawartość będzie, oczywiście, zależna od typu infekcji.
-
Pomimo wielu dotychczasowych niepowodzeń, naukowcy nie ustają w poszukiwaniu nowych metod syntezy paliwa z biomasy. Ich najnowszym wynalazkiem jest bakteria zdolna do wytwarzania tzw. biodiesla bezpośrednio z prostych związków obecnych w pożywce. Autorami nowego rozwiązania są badacze pracujący dla amerykańskiego Departamentu Energii (DoE) oraz prywatnej firmy biotechnologicznej LS9 z San Francisco. Dzięki modyfikacji genetycznej pospolitych bakterii Escherichia coli udało się im stworzyć mikroorganizm zdolny do rozkładu zawartych w biomasie prostych cukrów i przetworzenia ich do estrów prostych kwasów tłuszczowych oraz alkoholi - związków uznawanych za jedne z najbardziej obiecujących biopaliw i jednocześnie stanowiących ważne surowce chemiczne. Istotą przeprowadzonej modyfikacji jest zablokowanie jednego z naturalnych szlaków regulujących powstawanie estrów kwasów tłuszczowych. Część syntetyzowanych kwasów tłuszczowych łączy się bowiem ze specjalnym białkiem nośnikowym, zaś powstawanie tego kompleksu blokuje dalsze tworzenie kwasów tłuszczowych. Naukowcom z DoE i LS9 udało się ominąć to ograniczenie dzięki uruchomieniu procesu odłączania powstających kwasów tłuszczowych od białka nośnikowego i utrzymywania ich w formie wolnej. Aby dodatkowo zwiększyć ilość pozyskiwanego produktu, badacze zablokowali u testowanych bakterii szlak metaboliczny pozwalający na odżywianie się kwasami tłuszczowymi. Autorzy studium donoszą także o badaniach nad szczepem mikroorganizmu zdolnym dodatkowo do rozkładu hemicelulozy - wielocukru niezwykle bogatego w energię, lecz dotychczas praktycznie bezużytecznego ze względu na występowanie w jego cząsteczkach trudnych do rozłożenia wiązań chemicznych. Wytworzenie E. coli zdolnych do bezpośredniego wytwarzania "biodiesla" bezpośrednio z hemicelulozy, zawartej w ogromnych ilościach w materii roślinnej, byłoby więc gigantycznym krokiem naprzód w dziedzinie produkcji biopaliw.
-
Dokładny mechanizm wnikania wirusów do wnętrza komórek przez wiele lat pozostawał niejasny. Dopiero kilka lat temu zespół prof. Aleksa Evilevitcha z Uniwersytetu w Lund wykazał, że czynnikiem umożliwiającym infekcję jest ogromne ciśnienie panujące we wnętrzu cząstki wirusowej. Dzięki kontynuacji tych badań udało się nawet zmierzyć energię wyzwalaną podczas ataku wirusa, o czym dowiadujemy się z najnowszego numeru czasopisma Journal of Molecular Biology. Już podczas poprzedniej serii badań zespół prof. Evilevitcha wykazał, że ciśnienie wewnątrz cząstki wirusowej (wirionu) osiąga wartości spotykane w wodzie na głębokości 500 m. Uznano wówczas, że zmagazynowana w tej formie energia jest uwalniana podczas kontaktu z receptorem na powierzchni komórki ofiary i służy do wstrzelenia DNA oraz enzymów wirusa do jej wnętrza. Następnym celem obranym przez zespół z Lund było dokładne ustalenie energii wyzwalanej podczas kontaktu z komórką. Wspólnie z kolegami z Uniwersytetu w Lyonie szwedzcy badacze przygotowali eksperyment, w którym wewnątrz kalorymetru (urządzenia pozwalającego na obliczenie uwalnianej energii na podstawie zmiany temperatury) umieszczono pojedynczy wirion faga λ - wirusa atakującego bakterie E. coli - oraz zawieszone w wodzie cząsteczki receptora stanowiącego jego bezpośredni cel podczas ataku na komórkę. Zgodnie z oczekiwaniami, po kontakcie z receptorem wirion uległ rozszczelnieniu, a z jego wnętrza wystrzeliła pod wysokim ciśnieniem cząsteczka DNA. Jak ustalono, energia wyzwalana podczas tego procesu wynosiła od 5,3*10-17 do 1,9*10-16 J, w zależności od wariantu faga użytego w doświadczeniu. Jest to, oczywiście, energia niezwykle mała, lecz w zupełności wystarcza ona do skutecznego zaatakowania komórki E. coli. Zespół prof. Evilevitcha ustalił także, że siła wyrzutu DNA jest zależna od ilości wody obecnej we wnętrzu wirionu. Badacze planują w związku z tym przeprowadzenie dalszych badań, których celem będzie opracowanie metod pozwalających na osuszenie wnętrza cząstki wirusowej i zmniejszenie w ten sposób prawdopodobieństwa zakażenia.
-
Południowokoreańscy naukowcy z uniwersytetu KAIS oraz firmy LG Chem znacząco uprościli sposób produkcji przyjaznego dla środowiska polimeru, który nie powstaje z paliw kopalnych. Naukowcy w swoich pracach skupili się na polilaktydzie (PLA), w pełni biodegradowalnym polimerze otrzymywanym z surowców naturalnych. Dotychczas PLA powstawał w skutek dwustopniowej fermentacji oraz polimeryzacji. Są to procesy skomplikowane i drogie, co z kolei powodowało, że PLA nie mógł się rozpowszechnić. Koreańczycy wykorzystali zmodyfikowane bakterie E. coli dzięki którym proces produkcji PLA ogranicza się do jednego etapu. Oznacza to, że bakterie E. coli są teraz w stanie efektywnie produkować polimery w czasie jednostopniowego procesu fermentacji. [...] Nowa technika może być użyteczna przy tworzeniu innych zmienionych genetycznie organizmów, które będą w stanie produkować różne, niewystępujące w środowisku polimery, dzięki procesowi fermentacji materiałów ze źródeł odnawialnych - stwierdzili naukowcy.
-
Już od kilku lat leki wytwarzane przez zmodyfikowane genetycznie komórki należą do najważniejszych produktów rynku farmaceutycznego. Ostatnio jednak pojawia się coraz więcej pomysłów na wykorzystanie do leczenia całych, żywych komórek GMO. Najnowszym przykładem takiego podejścia jest mikroorganizm wytworzony przez naukowców z University of Delaware, który w testach na myszach okazał się skutecznym środkiem przeciwko cukrzycy. Pomysł zespołu dr. Johna Marcha polega na zastosowaniu bakterii E. coli, podstawowego elementu flory bakteryjnej przewodu pokarmowego. Genom tego mikroorganizmu wzbogacono o tzw. konstrukt genowy wytwarzający peptyd glukagonopodobny 1 (ang. glucagon-like peptide 1 - GLP-1), białko zdolne do stymulowania produkcji insuliny przez komórki żywiciela. Idea wykorzystania GLP-1 zamiast samej insuliny wynika z kilku czynników. Po pierwsze, insulina wytworzona we wnętrzu jelit byłaby bezużyteczna, gdyż nie wydostałaby się do krwiobiegu. Rok temu zespół dr. Marcha zaobserwował jednak, że w warunkach hodowli tkankowej można za pomocą GLP-1 wymusić produkcję insuliny w komórkach nabłonka jelit, czyli w miejscu, w którym normalnie ona nie powstaje (naturalnym miejscem jej syntezy jest trzustka). Powstający w takich warunkach hormon jest wydzielany do krwiobiegu, dzięki czemu działa na wszystkie tkanki organizmu. Konstrukt genowy stworzony przez badaczy z University of Delaware zaprojektowano tak, by reagował na stężenie glukozy w miejscu przebywania bakterii, a więc pośrednio także na jej zawartość w spożywanych pokarmach. Efektem takiego podejścia jest wytwarzanie przez bakterie insuliny w ilości odpowiadającej bieżącym potrzebom organizmu. Gdyby podobna terapia znalazła zastosowanie u ludzi, oznaczałoby to koniec kłopotliwego mierzenia poziomu cukru we krwi oraz dobierania dawki leku - zamiast tego kontrolowaniem terapii zajmowałyby się same bakterie. Eksperymentalny mikroorganizm przetestowano na myszach cierpiących na cukrzycę typu 1., tzn. wariant tej choroby polegający na niedostatecznej produkcji insuliny. Jak się okazało, po 80 dniach od spożycia pokarmu zawierającego lecznicze bakterie diabetyczne myszy zostały całkowicie wyleczone ze swojej choroby. Dotychczas nie ustalono z całkowitą pewnością, czy mechanizm wytwarzania insuliny in vivo jest identyczny z procesem obserwowanym w warunkach in vitro. Sam fakt wyleczenia cukrzycy jest jednak na tyle obiecujący, że możemy się spodziewać dalszych badań nad tym zagadnieniem. Gdyby efekty podobne do tych uzyskanych w testach na zwierzętach udało się uzyskać także w organizmie człowieka, mogłoby to oznaczać prawdziwy przełom w leczeniu cukrzycy. Któż z chorych chciałby bowiem regularnie mierzyć poziom glukozy i dobierać stosowną dawkę insuliny, gdyby mógł zamiast tego zjeść probiotyk zawierający terapeutyczne mikroorganizmy?
-
Bakterie mogą przewidywać przyszłe wydarzenia i się na nie przygotowywać – twierdzą badacze z Instytutu Nauki Weizmanna. Przedstawiciele tamtejszego Wydziału Genetyki Molekularnej - prof. Yitzhak Pilpel, Amir Mitchell i dr Orna Dahan – współpracowali z akademikami z Uniwersytetu w Tel Awiwie: prof. Martinem Kupcem i Galem Romano. Razem obserwowali mikroorganizmy żyjące w zmieniających się przewidywalnie środowiskach: E. coli i drożdże winne. Okazało się, że są one genetycznie przystosowane do przewidywania, co w sekwencji zdarzeń nastąpi za moment. Co więcej, zaczynają one reagować na te zmiany, zanim jeszcze nastąpią. Przesuwając się wzdłuż przewodu pokarmowego, bakterie E. coli napotykają wiele różnych środowisk. Nauczyły się m.in., że tuż za jednym rodzajem cukru – laktozą – pojawia się inny cukier – maltoza. Izraelski zespół przyglądał się bakteryjnej reakcji na laktozę. Aktywacji ulegały nie tylko geny pozwalające trawić właśnie ją, lecz również sieć genów związanych z wykorzystaniem maltozy. Gdy mikrobiolodzy zmienili kolejność pojawiania się cukrów, podając na początku maltozę, nie nastąpiło jednoczesne uruchomienie genów laktozowych. Oznacza to, że E. coli jest nastawiona na konkretny scenariusz zdarzeń. Na ciągłe zmiany środowiska są narażone także drożdże winne. Podczas fermentacji stale zmienia się kilka parametrów: zawartość cukru, kwasowość, stężenie alkoholu, podnosi się też temperatura otoczenia. Sytuacja jest bardziej złożona niż w przypadku E. coli, ale Izraelczycy stwierdzili, że podgrzanie otoczenia uruchamia u drożdży geny, które pozwalają im sobie poradzić z zadaniami kolejnego etapu. Pilpel uważa, że w toku ewolucji kolejne pokolenia bakterii lub grzybów były poddawane klasycznemu warunkowaniu pawłowowskiemu. W tym przypadku dzwonek zastępują jednak bodźce z wcześniejszych etapów, np. pierwszy z cukrów czy zmiana temperatury. Zarówno w ewolucji, jak i przy uczeniu organizm dostosowuje swoją reakcję do wskazówek środowiskowych, zwiększając swoje szanse na przeżycie – przekonuje Amir Mitchell. Chcąc sprawdzić, czy E. coli rzeczywiście przejawiają uwarunkowane zachowania, panowie opracowali specjalny test. Oparli się przy tym na innym eksperymencie pioniera tej dziedziny – Iwana Pawłowa. Gdy po dzwonku rosyjski fizjolog przestał dawać swoim psom jedzenie, ślinienie po usłyszeniu go stopniowo zanikało (zanikała więc reakcja na bodziec warunkowy). Naukowcy z Instytutu Weizmanna zrobili coś podobnego - wykorzystali bakterie, wyhodowane w środowisku zawierającym laktozę, po której nie pojawiała się jednak maltoza. Po kilku miesiącach mikroorganizmy wyewoluowały, przez co po wyczuciu smaku laktozy nie następowała aktywacja genów maltozy. Uruchamiały się one tylko przy dostępie do realnie istniejącej maltozy. Izraelczycy opracowali model kosztów i strat, który pozwala przewidzieć, w jakich sytuacjach organizm zwiększy swoje szanse na przeżycie, wypracowując umiejętność "spoglądania" w przyszłość. Teraz zamierzają go przetestować. Pilpel i zespół wierzą, że genetyczna reakcja warunkowa występuje też w pojedynczych komórkach organizmów wyższych, np. człowieka.
-
Nowy rodzaj powłoki antybakteryjnej, aktywowanej za pomocą najprostszych źródeł światła, został opracowany przez badaczy z University College London. Innowacyjny materiał może znaleźć zastosowanie m.in. w szpitalach oraz w zakładach produkcji żywności. Unikalne właściwości powłoki są zasługą wykorzystania tlenku (IV) tytanu. Jego aktywność antybakteryjna jest znana od lat, lecz do aktywacji wymaga on światła ultrafioletowego. Utrudnia to stosowanie tego związku, ponieważ stosowanie lamp UV w obecności ludzi jest wysoce niewskazane, a wysyłane przez nie promieniowanie może uszkadzać wiele rodzajów tworzyw. Aby rozwiązać problemy związane ze stosowaniem tlenku (IV) tytanu, badacze zastosowali azot. Jego dodatek umożliwia aktywację antybakteryjnej powierzchni dzięki użyciu światła widzialnego. Oznacza to, że powierzchnie pokryte nowym typem powłoki mogą aktywnie niszczyć mikroorganizmy np. pod wpływem światła dziennego lub standardowych żarówek i świetlówek. W oczywisty sposób zwiększa to wygodę i bezpieczeństwo procesu dezynfekcji. Wstępne badania wykazały, że wynalazek jest w stanie zabić 99,99% bakterii E. coli znajdujących się na jego powierzchni. Planowane jest także sprawdzenie, czy okaże się on równie skuteczny w walce z bakteriami gronkowca złocistego (S. aureus) opornymi na jeden z antybiotyków, metycylinę. Mikroorganizmy te są jednym z najważniejszych źródeł zakażeń szpitalnych, przez co walka z nimi jest jednym z priorytetów służby zdrowia. Najbardziej oczywistym zastosowaniem materiału wydaje się być używanie go w szpitalach. Niewykluczone jednak, że zostanie on wykorzystany także do pokrywania przedmiotów codziennego użytku, takich jak klawiatury komputerowe lub telefony.
-
Badacze z Uniwersytetu Waszyngtońskiego twierdzą, iż zidentyfikowali istotną różnicę pomiędzy mikroorganizmami wchodzącymi w skład prawidłowej flory bakteryjnej organizmu oraz ich chorobotwórczymi odpowiednikami. Zdaniem naukowców, odkrycie może przyśpieszyć pracę nad nową generacją antybiotyków. W swoim studium badacze z Waszyngtonu, kierowani przez dr. Jeffa Hendersona, analizowali bakterie Escherichia coli, stanowiące podstawę flory bakteryjnej jelita grubego. Ich fizjologię badano pod kątem naturalnych szlaków metabolicznych oraz zidentyfikowania substancji pobieranych i wytwarzanych przez komórki. Choć przedstawiciele E. coli są zwykle nieszkodliwi dla człowieka, niektóre szczepy należące do tego gatunku mogą powodować infekcje dróg moczowych. Problem ten dotyczy głównie kobiet - co druga z nich przeszła w swoim życiu przynajmniej jedno zakażenie dróg moczowych, zaś 20-40% pań cierpi na infekcje nawracające. Jak dowodzi zespół dr. Hendersona, bakterie infekujące drogi moczowe wytwarzają szczególnie dużo związków wiążących żelazo i "podkradających" je z ustroju gospodarza. Znacznie ułatwia to przeżycie w środowsku, w którym E. coli zwykle nie jest zdolna do przetrwania. Związkami kluczowymi dla patogennych właściwości mikroorganizmów okazały się dwa związki, jersiniabaktyna oraz salmochelina, należące do grupy sideroforów. Ich synteza w komórkach wyizolowanych z zakażonych dróg moczowych jest wielokrotnie wyższa, niż u bakterii należących do flory fizjologicznej. Umożliwiają one wychwytywanie znacznych ilości żelaza z organizmu gospodarza. Wiele wskazuje na to, że miliony lat ewolucji przyniosły organizmowi człowieka możliwość odparcia ataku mikroorganizmów. Nasze ciała wytwarzają bowiem białka zdolne do wiązania i neutralizowania sideroforów. Wiele wskazuje na to, że zasadniczą funkcją tych protein jest właśnie zapobieganie infekcjom. Zdaniem badaczy z Waszyngtonu, dokonane przez nich odkrycie może mieć pozytywny wpływ na rozwój badań nad nowymi antybiotykami. Kiedy leczymy infekcję antybiotykiem, przypomina to zrzucenie bomby - zabite zostaje niemal wszystko, niezależnie od tego, czy jest to potrzebne czy szkodliwe, tłumaczy dr Henderson. Chcielibyśmy odnaleźć metody celujące w szkodliwe bakterie i pozostawiające w spokoju te dobre. Siderofory wydają się być świetnym tropem. Zdaniem dr. Hendersona, nowa generacja antybiotyków mogłaby działać na jeden z dwóch sposobów. Pierwszym pomysłem jest opracowanie związków blokujących enzymy odpowiedzialne za syntezę związków wiążących żelazo w bakteriach. Innym proponowanym rozwiązaniem jest poszukiwanie substancji, które wiązałyby siderofory bezpośrednio, odcinając tym samym mikroorganizmy od dopływu życiodajnego pierwiastka. Niestety, związków takich dotychczas nie wytworzono.
-
Brytyjscy naukowcy opracowali nanofarbę, która po włączeniu ultrafioletu może zabijać lekooporne superbakterie. To doskonałe rozwiązanie dla szpitali, bo w łatwy i tani sposób można by się pozbyć niechcianych gości. Farba zawiera mikrocząsteczki tlenku tytanu (IV), dawniej nazywanego dwutlenkiem tytanu. To on jest śnieżnobiałym pigmentem (bielą tytanową), stosowanym do produkcji farb, emalii, papieru, a nawet kosmetyków. Często stykają się z nim także miłośnicy tenisa, ponieważ po sproszkowaniu wytycza się nim linie na korcie. TiO2 może zabijać bakterie, ponieważ charakteryzuje się wysoką absorpcją w zakresie promieniowania ultrafioletowego. Powstają wtedy aktywne cząsteczki, oczyszczające pomalowane powierzchnie. Byłoby najlepiej, gdyby dwutlenek tytanu wykazywał właściwości antybakteryjne przy promieniowaniu o długości fali spotykanej w pomieszczeniach [...] – wyjaśnia Lucia Caballero z Manchester Metropolitan University. Naukowcy przyglądali się przeżywalności E.coli w przypadku farb przygotowanych w oparciu o różną recepturę, które naświetlano promieniami o rozmaitej długości i natężeniu. Caballero zaznacza, że najlepsze rezultaty uzyskano, gdy stężenie nanocząsteczek tlenku tytanu (IV) było wyższe niż w stosowanych dotąd farbach (normalnie jego zawartość waha się w granicach 20-30%). Brytyjczycy rozpoczęli eksperymenty od farb z wysoką zawartością dwutlenku tytanu (do 80%), które pozbawiono wszelkich dodatków. Potem analizowali skuteczność farb z mniejszym stężeniem TiO2 i większą zawartością wypełniaczy. Pospolite dodatki do farb, takie jak węglan wapnia, krzemionka czy talk, pogarszają właściwości antybakteryjne nanofarby. W obecności węglanu wapnia spadają one nawet o 80%. Nasze testy farb komercyjnych wykazały, że ich zdolność do dezaktywacji patogenów była silnie zmniejszona w porównaniu do receptury pozbawionej takich składników. Caballero przypuszcza, że wypełniacze nie dopuszczają do pobudzenia niektórych cząsteczek dwutlenku przez promieniowanie UV. Nowa farba ma też jedną sporą wadę. Nie odróżnia bakterii od innych substancji. Atakuje patogeny, ale rozkłada również akrylowy emulgator. Obecnie Brytyjczycy pracują nad rozwiązaniem tego problemu. Podobne pokrycie powierzchni przyda się nie tylko w szpitalach, ale i w domowych łazienkach, przedszkolach i świetlicach, a także w różnych przybytkach użyteczności publicznej, np. szaletach. Skażenie postępowałoby wolniej, a koszty utrzymania higieny znacznie by spadły. Po raz pierwszy opisano właściwości bakteriobójcze TiO2 w 1985 roku. Wtedy to Tadashi Matsunaga z tokijskiego University of Agriculture and Technology zauważył, że mikroby umierają po zetknięciu z kompozytem dwutlenku tytanu i platyny. Potem biolodzy zauważyli, że promieniowanie UV wzbudza elektrony na powierzchni cząsteczek TiO2 i zapoczątkowuje reakcję z cząsteczkami wody. W efekcie powstaje mieszanina grup hydrokyslowych (-OH) i jonów ponadtlenkowych (O2-), niszcząca błony komórkowe organizmów.
-
Amerykańska FDA (Food and Drug Administration), urząd odpowiedzialny za kontrolę rynku żywności i leków, zezwolił na używanie promieniowania jonizującego w celu ochrony sprzedawanego szpinaku i sałaty lodowej przed mikroorganizmami. Metoda, choć kontrowersyjna, może poprawić bezpieczeństwo produktów rolniczych. Dopuszczona do stosowania technologia znacznie zmniejsza ryzyko skażenia mikrobiologicznego warzyw, lecz przedstawiciele urzędu zapowiadają, że nie pozwolą, by ich decyzja wpłynęła negatywnie na higienę procesu przygotowania żywności do sprzedaży. Dr Laura Tarantino, pracowniczka FDA odpowiedzialna za bezpieczeństwo dodatków do żywności, uspokaja konsumentów: [nasza decyzja] nie usprawiedliwia "brudnego" przetwórstwa. Gospodarstwa oraz przedsiębiorstwa przetwórcze wciąż muszą przestrzegać standardowych regulacji mających na celu zachowanie najwyższej możliwej czystości plonów. Konsumenci także powinni myć liście przed ich zjedzeniem. Dodaje: Nasza decyzja oferuje jedynie dodatkowe narzędzie dostępne dla wytwórców i przetwórców, dzięki któremu towary te będą jeszcze bezpieczniejsze. Celem procesu jest głównie eliminacja bakterii Eschericha coli (pałeczek okrężnicy), częstej przyczyny zatruć pokarmowych. Amerykańskie prawo już od kilku lat pozwala na jego stosowanie w celu ochrony mięsa oraz przypraw, zaś Unia Europejska dopuszcza używanie promieniowania wyłącznie w celu ochony przypraw i ziół. Członkowie amerykańskiego Stowarzyszenia Producentów Żywności (ang. Grocery Manufacturers Association - GMA) zaapelowali jakiś czas temu, by FDA zezwoliła także na ochronę warzyw liściastych, które mają trafić na amerykański rynek. Ich zdaniem decyzja taka stała się szczególnie potrzebna po wydarzeniach z 2006 roku, kiedy skażony bakteriami szpinak spowodował w Stanach Zjednoczonych poważne zatrucie u niemal dwustu osób oraz śmierć trzech spośród nich. Według przedstawicieli GMA dostawcy sałaty nie są jeszcze gotowi na wdrożenie technologii jej napromieniania przed dystrybucją do sklepów, lecz wprowadzone właśnie regulacje stworzą atrakcyjną niszę na rynku warzyw. Szczególnie zainteresowane produktami zabezpieczanymi tą metodą mogą być osoby z osłabionym systemem immunologicznym, które nie powinny spożywać żywności nieprzegotowanej. Nie wszyscy podzielają entuzjazm przedstawicieli biznesu. Część badaczy twierdzi, że metoda jest skuteczna jedynie połowicznie, gdyż nie zabija wirusów, które także mogą zostać przeniesione na liściach warzyw i powodować groźne infekcje. Uważają też, że bardziej efektywne byłoby wprowadzenie ostrzejszego rygoru higieny od samego początku procesu przygotowania żywności do spożycia. Mowa tu szczególnie o wprowadzeniu obowiązku dokumentowania użycia nawozów naturalnych oraz kontroli czystości wody używanej do podlewania upraw. Kolejnym zmartwieniem przeciwników używania promieniowania była obawa o smak i właściwości organoleptyczne liści. Eksperci FDA twierdzą jednak, że nowoczesna technologia umożliwia zniszczenie bakterii E. coli, a także (choć mniej skutecznie) tych należących do rodzajów Listeria oraz Salmonella. Wszystko to, zdaniem przedstawicieli urzędu, udaje się osiągnąć bez pogarszania bezpieczeństwa, wartości odżywczych czy jędrności liści. W kolejce czekają kolejne wnioski o dopuszczenie promieniowania jonizującego jako metody ochrony kolejnych rodzajów produktów rolniczych. Stosowne decyzje zostaną najprawdopodobniej podjęte w najbliższych miesiącach. Efekty procedur przeprowadzonych przez FDA mogą być istotne także dla Unii Europejskiej, w której od kilku lat toczy się na ten temat gorąca debata.
-
Cierpisz na przewlekłe biegunki, bóle brzucha i krwawienia? Być może wszystkiemu winne jest mleko... Naukowcy z Uniwersytetu w Liverpoolu odkryli, że bakterie Mycobacterium paratuberculosis wydzielają związek, który powstrzymuje komórki układu odpornościowego od zabijania E. coli. Skądinąd wiadomo, że E. coli są obecne w zwiększonej liczbie w tkankach osób z chorobą Crohna (Gastroenterology). Pacjentów tych cechuje również obniżona zdolność zwalczania bakterii jelitowych. Badacze przypuszczają, że Mycobacterium dostają się do organizmu człowieka wraz z mlekiem i nabiałem. U bydła wywoływana przez nie przypadłość jest nazywana paratuberkulozą. Do tej pory nie wiedziano, w jaki sposób mogą one doprowadzać do stanu zapalnego przewodu pokarmowego u ludzi. Mycobacterium paratuberculosis znajdowano w tkankach osób z chorobą Crohna, kontrowersje wzbudzała jednak spełniana przez nie rola. Teraz wykazaliśmy, że wydzielają złożoną cząsteczkę zawierającą cukier zwany mannozą. Nie dopuszcza ona, by białe krwinki, makrofagi, zabiły E. coli – wyjaśnia profesor Jon Rhodes. Odkryliśmy także, że bakteria ta z dużym prawdopodobieństwem uruchamia krążenie przeciwciał ASCA, które wykrywa się u ok. 2/3 pacjentów z chorobą Crohna. Sugeruje to, że mogą być zakażeni mykobakteriami.
-
Flawonoidy są otrzymywanymi z roślin przeciwutleniaczami, które można wykorzystać do wielu celów: walki z nowotworami, otyłością, chorobami, a nawet oznakami starzenia się. Ostatnio naukowcom z Uniwersytetu w Buffalo udało się, po raz pierwszy skutecznie, zaprząc bakterie E. coli do ich wytwarzania. Dzięki naszym pracom nie tylko uzyskaliśmy sporo tych związków, ale także zmieniliśmy ich właściwości chemiczne – cieszy się Mattheos Koffas. Zróżnicowanie flawonoidów oznacza, że udało się uzyskać związki bardziej użyteczne dla ludzkiego organizmu od form naturalnych (Applied and Environmental Microbiology). Sztuczne produkowanie flawonoidów zawsze nastręczało trudności (w postaci braku czasu, miejsca i środków). Nawet wtedy, komórki roślinne umieszczano w dużych wannach. Z komórkami roślinnymi nie da się pracować tak łatwo jak z mikroorganizmami. Tymi pierwszymi trudno manipulować, wolno też rosną. Bakterie rosną szybciej i łatwiej poddają się zabiegom inżynieryjnym. Koffas zwrócił też uwagę na fakt, że jeśli zażywamy suplementy z tymi przeciwutleniaczami, większość cząsteczek jest rozkładana i wydalana z organizmu w krótkim czasie. Tymczasem przyszłe prace amerykańskiego zespołu mają się skoncentrować na zwiększeniu ich odporności na działanie enzymów trawiennych. Aby poradzić sobie z wszystkim opisanymi wyżej problemami, badacze rozpoczęli eksperymenty ze szczepem Escherichia coli, który wytwarza kilka rodzajów flawonoidów, w tym znajdowaną w miodzie pinocembrynę. Po umieszczeniu w genomie bakterii genów zwiększających wydajność wytwarzania przeciwutleniaczy, zmodyfikowane mikroorganizmy produkowały 11-krotnie więcej pinocembryny niż zwykłe E. coli. Chociaż należy to uznać za duży sukces, zakładom chemicznym zależy co najmniej na 100-krotnym zwiększeniu wydajności bakterii. Jednak już teraz metoda jest tańsza i przyjaźniejsza dla środowiska niż jej poprzedniczki.
-
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.
-
Wygląda jak zwykła biała serwetka, ale pozory przecież często mylą. Wyprodukowano ją nie z bawełny czy papieru, ale ze specjalnych włókien polimerowych o rozmiarach 1/800 ludzkiego włosa. Ściereczkę wykrywającą bakterie i inne potencjalnie niebezpieczne biomateriały wytwarza się z kwasu polimlekowego (PLLA), uzyskiwanego z kukurydzy. Polimer połączono z przeciwciałami, które pełnią funkcję bioczujników. Aby ściereczka zadziałała, trzeba nią potrzeć wybrane miejsce. Wyniki eksperymentów z tym zadziwiającym "urządzeniem" zaprezentowała w poniedziałek (11 września) Margaret Frey z Cornell University. Zespół Frey posłużył się elektrycznością (wykorzystana technika to tzw. elektrospinnig), by stworzyć matę z włókien PLLA i wbudowanej biotyny, reaktywnej formy witaminy B (nazywa się ją inaczej witaminą H, witaminą B7 czy koenzymem R). Biotyna zawiera przeciwciała dla bakterii E. coli. Kiedy bakterie zostaną wykryte, włókna zmieniają kolor. Na razie ściereczka wykrywa tylko jeden rodzaj patogenów, ale naukowcy nadal pracują nad swoim wynalazkiem. Na razie możliwe jest wykrycie konkretnej poszukiwanej bakterii, bo wtedy badacze wiedzą, jakie przeciwciała połączyć z włóknami. Nie udało im się także określić, jak niskie stężenia bakterii serwetka jest w stanie wytropić. Zespół Frey testuje inne niż kwas polimlekowy materiały hydrofilne (wykazujące powinowactwo do wody). Jak spekulują chemicy, może już w niedługiej przyszłości będziemy sięgać po chusteczkę do nosa nie tylko po to, by go wytrzeć, ale też sprawdzić, co powoduje ból czy katar. Artykuł Frey ukaże się wkrótce w piśmie Journal of Membrane Science.