Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
  • ×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

      Only 75 emoji are allowed.

    ×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

    ×   Your previous content has been restored.   Clear editor

    ×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      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 CO2E. 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
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Uzyskane stosunkowo niedawno białka, centyryny, mogą zwalczać zakażenia wywołane przez gronkowca złocistego (Staphylococcus aureus). Warto przy tym pamiętać, że metycylinooporny gronkowiec złocisty (MRSA) znajduje się na liście bakterii, które wg WHO, w największym stopniu zagrażają ludzkiemu zdrowiu i najpilniej wymagają stworzenia nowych leków.
      Zgodnie z naszym stanem wiedzy, to pierwszy raport, który pokazuje, że białka zwane centyrynami mogą potencjalnie blokować skutki ciężkich zakażeń S. aureus u myszy oraz podczas eksperymentów na ludzkich komórkach - podkreśla dr Victor Torres z NYU Langone Health.
      Badanie przedkliniczne pokazało, że wybrana grupa centyryn zaburza działanie 5 toksyn, na których gronkowiec złocisty polega, wymykając się ludzkiemu układowi odpornościowemu i atakując tkanki. Oddziałując na aktywność bakterii bez ich niszczenia, nowa metoda pomaga zapobiegać lekooporności.
      Jak tłumaczą autorzy publikacji z pisma Science Translational Medicine, centyryny są małymi rusztowaniami białkowymi, pozyskiwanymi z domeny fibronektyny typu III (ang. fibronectin type III domain, FN3) ludzkiego białka - tenasycyny C.
      W ciągu lat badań Torres i inni stwierdzili, że S. aureus atakują, uwalniając cytolityczne toksyny. Jedną z nich, leukocydynę AB, odkryto zresztą w laboratorium Torresa. Toksyny te dziurawią komórki odpornościowe i niszczą je, nim mają one szansę zniszczyć bakterie.
      W ramach najnowszych badań Amerykanie posłużyli się białkiem macierzystym centyryn i uzyskali bardzo liczny zbiór protein, które nieznacznie różniły się budową. Skryning tej biblioteki ujawnił 209 centyryn wiążących się z fragmentami 5 głównych leukotoksyn S. aureus (PVL, HlgAB, HlgCB, LukED i LukAB).
      Podczas eksperymentów myszom podawano śmiertelną dawkę gronkowcowej toksyny LukED. Gryzonie, którym zawczasu zaaplikowano dawkę białka macierzystego (nieprzeznaczonego do wiązania z tą toksyną), zginęły. Osobniki, którym podano "celowaną" centyrynę SM1S26, przeżyły. Nawet wtedy, gdy przeciwtoksynową centyrynę podawano 4 godziny przed zakażeniem S. aureus - to scenariusz bardziej przypominający rzeczywistość kliniczną - przeżywało 50% zwierząt, w porównaniu do 0% w grupie kontrolnej.
      Naukowcy pracują też nad rozwiązaniem, które łączy centryny z antystafylokokowymi przeciwciałami monoklonalnymi (ang. monoclonal antibodies, mABs) w nową klasę białek - MABtyryny. Mogą one skuteczniej neutralizować gronkowce złociste.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Bakterie z rodzaju Bacillus, które występują np. w probiotykach, pomagają eliminować wywołujące lekooporne infekcje gronkowce złociste (Staphylococcus aureus).
      Naukowcy z amerykańskiego Narodowego Instytutu Alergii i Chorób Zakaźnych odkryli, że bakterie Bacillus zapobiegają wzrostowi gronkowców w jelitach i jamie nosowej zdrowych osób. Później mechanizm zjawiska badano na myszach.
      Probiotyki często zaleca się jako metodę poprawy stanu zdrowia jelit. To [jednak] jedno z pierwszych badań opisujących dokładny mechanizm ich oddziaływania. Możliwość, że podane doustnie bakterie Bacillus są w pewnych przypadkach skuteczną alternatywą dla antybiotykoterapii, jest intrygująca naukowo i zdecydowanie warta dalszego badania - zaznacza dr Anthony S. Fauci.
      Rokrocznie infekcje gronkowcowe powodują dziesiątki tysięcy zgonów na całym świecie. Choć wiele osób zdaje sobie sprawę z zagrożeń stwarzanych przez metycylinooporne gronkowce złociste (MRSA od ang. methicillin-resistant Staphylococcus aureus), mało kto wie o tym, że S. aureus mogą żyć w jelicie czy nosie, nie powodując żadnych kłopotów. Wystarczy jednak zranienie lub upośledzenie odporności i sytuacja zmienia się diametralnie.
      Jedną z metod zapobiegania zakażeniom stafylokokowym jest dekolonizacja. Pewne strategie dekolonizacji budzą jednak kontrowersje, bo wymagają miejscowego stosowania dużych ilości antybiotyku i mają ograniczoną skuteczność (dzieje się tak po części dlatego, że obierają one na cel tylko nos i bakterie szybko rekolonizują jelito).
      W ramach najnowszego studium Amerykanie i współpracownicy z Rajamangala University of Technology oraz Mahidol University zebrali 200 ochotników z wiejskich obszarów Tajlandii (miała to być populacja w mniejszym stopniu dotknięta sterylizacją żywności czy antybiotykami niż ludzie z miast). Na początku zbadano próbki kału; szukano bakterii skorelowanych z nieobecnością S. aureus. Znaleziono 101 próbek Bacillus-dodatnich. Były to głównie laseczki sienne (B. subtilis), które występują z innymi bakteriami w wielu probiotykach.
      Bakterie Bacillus tworzą spory, które mogą przetrwać trudne warunki. Są one często spożywanie z warzywami, dzięki czemu mogą czasowo rosnąć w jelicie.
      Później akademicy próbkowali tych samych ludzi pod kątem występowania gronkowców w jelitach i nosie. Wykryto je w, odpowiednio, 25 i 26 przypadkach. S. aureus nie było jednak w żadnej Bacillus-dodatniej próbce.
      Podczas badań na myszach naukowcy wykryli u S. aureus system detekcyjny, który musi działać, by zachodził wzrost w jelicie. Co ważne, wszystkie z ponad 100 uzyskanych z kału izolatów bakterii Bacillus skutecznie go hamowały. Za pomocą chromatografii/spektrometrii mas autorzy publikacji z Nature odkryli, że hamowanie układu detekcyjnego gronkowców zachodzi dzięki fengicynom.
      Dalsze testy pokazały, że fengicyny działają w ten sam sposób na kilka szczepów S. aureus, w tym na pewien szczep wysokiego ryzyka - USA300 MRSA.
      By w jeszcze inny sposób potwierdzić uzyskane wyniki, Amerykanie podawali zakażonym gronkowcem złocistym myszom spory B. subtilis (miało to naśladować spożycie probiotyku). Okazało się, że aplikowanie ich co drugi dzień doprowadziło do wyeliminowania S. aureus z jelit. Gdy gryzoniom podawano bakterie Bacillus, które nie mogły wytwarzać fengicyn, nic się nie działo i wzrost S. aureus nadal zachodził.
      W najbliższej przyszłości Amerykanie zamierzają sprawdzić, czy probiotyki zawierające B. subtilis mogą wyeliminować S. aureus u ludzi.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych (CNRS - Centre national de la recherche scientifique) oraz Instytutu Pasteura zidentyfikowali u gronkowca złocistego (Staphylococcus aureus) gen związany ze zjadliwością, a także tworzeniem biofilmu i rozwojem oporności na pewne antybiotyki.
      Do najgroźniejszych należą szczepy gronkowca, które wykazują oporność na liczne antybiotyki. Jednym z nich jest metycylinooporny gronkowiec złocisty (MRSA, od ang. methicillin-resistant Staphylococcus aureus); szczepy MRSA są bowiem oporne na wszystkie antybiotyki β-laktamowe.
      Zespół Tareka Msadeka z Instytutu Pasteura analizuje reakcje bakteryjne na zmiany środowiskowe. Okazuje się, że są one często genetycznie kontrolowane przez 2-elementowe systemy. Badając jeden z takich systemów (WalKR, który jest niezbędny dla przeżycia bakterii), Francuzi scharakteryzowali dodatkowy komponent SpdC, białko błonowe o nieznanej dotąd roli.
      Element ten wchodzi w interakcje z systemem WalKR, a konkretnie kontroluje jego aktywność. Brak SpdC prowadzi do silnych spadków zjadliwości i oporności na pewne antybiotyki oraz ograniczenia tworzenia biofilmów.
      Autorzy publikacji z pisma PLoS Pathogens uważają, że hamowanie SpdC można wykorzystać do zwalczania zakażeń gronkowcem złocistym oraz do zrozumienia mechanizmów leżących u podłoża przejścia od nieszkodliwego organizmu komensalnego do patogenu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podczas syntezy grafenu wykorzystuje się proces chemicznej redukcji tlenku grafenu (GO). Wymaga on wystawienia GO na działanie hydrazyny. Ten sposób produkcji ma jednak poważne wady, które czynią jego skalowanie bardzo trudnym. Opary hydrazyny są bowiem niezwykle toksyczne, zatem produkcja na skalę przemysłową byłaby niebezpieczna zarówno dla ludzi jak i dla środowiska naturalnego.
      Naukowcy z japońskiego Uniwersytetu Technologicznego Toyohashi zaprezentowali bezpieczne, przyjazne dla środowiska rozwiązanie problemu. Zainspirowały ich wcześniejsze badania wskazujące, że tlenek grafenu może działać na bakterie jak akceptor elektronów. Wskazuje to, że bakterie w procesie oddychania lub transportu elektronów mogą redukować GO.
      Japońscy uczeni wykorzystali mikroorganizmy żyjące na brzegach pobliskiej rzeki. Badania przeprowadzone przy wykorzystaniu zjawiska Ramana wykazały, że obecność bakterii rzeczywiście doprowadziła do zredukowania tlenku grafenu. Zdaniem Japończyków pozwala to na opracowanie taniej, bezpiecznej i łatwo skalowalnej przemysłowej metody produkcji grafenu o wysokiej jakości.
×
×
  • Create New...