伦敦大学学院的研究人员捕捉到了活细菌的最佳图像，揭示了许多细菌周围保护涂层的复杂结构，并使它们对抗生素具有耐药性。yabo168vip com
这项发表在《美国国家科学院院刊》上的研究表明，具有保护性外层的革兰氏阴性细菌的表面可以有较强和较弱的区域。
细菌的保护性外屏障由密集的蛋白质组成的网络组成，这些网络与无蛋白质斑块交替。这些斑块富含糖链分子(糖脂)，有助于收紧外膜。
革兰氏阴性细菌厚厚的外层阻止某些药物进入细胞，这也是为什么革兰氏阴性细菌的抗微生物药物耐药性被视为比革兰氏阳性细菌的耐药性(如耐药金黄色葡萄球菌)更大的威胁之一。
“外膜是对抗抗生素的强大屏障，也是使感染性细菌对药物治疗产生抗药性的重要因素。然而，目前还不清楚这种屏障是如何组合在一起的，这就是为什么我们选择如此详细地研究它，”通讯作者巴特·胡根布姆教授补充道。
“通过从分子到细胞尺度研究活细菌，我们可以看到膜蛋白如何形成横跨整个细菌表面的网络，为不含蛋白质的斑块留下小空隙。这表明，这种屏障可能不是很难攻破或延伸到整个细菌，而是可能有更强和更弱的地方，这些地方也可以被抗生素靶向。”
研究人员用显微针感受了活的大肠杆菌(E. coli)的基本结构yabo168vip com，以了解其结构。由于针尖只有几纳米宽，细菌表面的分子结构很容易被看到。
图像显示，这种细菌的整个外膜布满了由蛋白质构成的微孔，允许营养物质通过，同时限制毒素。尽管外膜含有大量蛋白质，但其密集而不可移动的结构让研究人员措手不及。
有趣的是，扫描显示大量的斑点似乎不含蛋白质。相反，这些斑块含有一种在革兰氏阴性细菌表面发现的糖脂。第二个类似痘痘的斑块是由于基因突变导致部分细胞膜被翻转而出现的。这些异常的出现与对杆菌肽的敏感性增加有关，杆菌肽是一种抗生素，在这种情况下对革兰氏阳性细菌有效，而对革兰氏阴性细菌无效。
“教科书上关于细菌外膜的图片显示，蛋白质以无序的方式分布在膜上，与膜的其他组成部分混合得很好。我们的图像表明，事实并非如此，脂质斑块从富含蛋白质的网络中分离出来，就像油从水中分离出来一样，在某些情况下，会在细菌的装甲上形成裂缝。这种观察外膜的新方法意味着我们现在可以开始探索这种顺序是否以及如何影响膜功能、完整性和对抗生素的耐药性，”乔治娜·本(Georgina Benn)解释说，她在伦敦大学学院对微生物进行了显微镜检查。
这一发现也可能有助于解释细菌如何在快速生长的同时保持一个紧密的保护性屏障。在理想条件下，大肠杆菌的大小会翻倍，然后在20分钟内分裂。研究人员认为，糖脂斑块比蛋白质网络允许更多的膜拉伸，使膜更容易适应细菌不断增大的尺寸。
UKRI、美国国立卫生研究院、欧洲研究委员会以及英国商业、能源和工业战略部慷慨地赞助了这项研究。
