La bactérie E. Coli peut être plus utile que vous pensez

Admin Août 15, 2015 Santé 108 0
FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc

COLLEGE STATION - Les microbes dans nos tripes pourrait se avérer plus utile que nous le pensons. Les scientifiques de l'Université Texas A & M étudient comment les bactéries peuvent servir de capteurs pour les produits chimiques de l'environnement, comme un moyen de fournir des médicaments à des cibles spécifiques, ou sous forme de petites turbines.

Michael Manson, professeur de biologie et de biochimie et de biophysique à la Texas A & M, des études comme la bactérie E. coli se déplacer dans la recherche de nourriture. E coli est attiré par les éléments nutritifs, tels que le sucre maltose et démis de substances nocives telles que des ions nickel. Ce comportement simple est appelé chimiotaxie.

Pour migrer vers des concentrations plus élevées de produits chimiques «bons» et loin de concentrations plus élevées de «mauvaises» bactéries surveille en permanence les niveaux de ces substances chimiques comme il nage. Si la concentration d'un «bon» augmente chimique ou un produit chimique «mauvais» diminue, la cellule maintient nager avant. Sinon, essayez une nouvelle direction aléatoire.


En collaboration avec le groupe de Robert Gunsalus, professeur de microbiologie et de génétique moléculaire à l'UCLA laboratoire Manson a créé une protéine qui permet aux bactéries de nager loin de nitrates, une de leurs principales sources d'énergie. La prévention de nitrate est en fait un inconvénient pour E. coli, mais le fait que cette protéine œuvres fabriqué suggère que de nouveaux biocapteurs peuvent être créés pour répondre aux spécifications d'un designer.

L'avantage de ce système est que les récepteurs à la surface des cellules de E. coli peuvent être modifiées pour reconnaître une petite molécule. Manson poursuit cet aspect de l'ingénierie des protéines, en collaboration avec Frank Raushel, un professeur de chimie à la Texas A & M.

"Les possibilités sont infinies», dit Manson. "Le résultat final pourrait être un faible coût, efficace, flexible, arsenal écologique des bactéries inoffensives qui exécutent détective chimique Affectations inaperçu par quiconque ne est pas dans le secret."

Les bactéries peuvent également être utilisés comme des «bêtes de somme» microscopiques à livrer la marchandise contre des cibles minuscules. La partie délicate est de savoir comment charger la charge sur les bactéries sans interférer avec leur piscine.

Pour résoudre ce problème, Manson se est tourné vers Ry Young, professeur de biochimie et de biophysique et de la biologie à la Texas A & M. Young travaille avec un virus appelé bactériophage lambda qui se attache à et injecte son ADN dans E. coli.

Normalement, le phage lambda tue les bactéries, mais un certain phage lambda mutant, lorsqu'il infecte particulier une souche mutante de E. coli, injecte son ADN que d'avoir l'ADN dégradé. Pendant ce temps, le vide phage de particules, dont la longue tige et la tête globuleuse ressemble à une sucette ou atterrisseur lunaire, reste fermement attaché à la surface de la cellule.

La particule de phage inactivé devient un support idéal sur lequel de lier la charge. La protéine qui entoure la tête du phage peut être conçu pour se lier étroitement à la vitamine biotine. La streptavidine, une protéine qui interagit fortement avec de la biotine, peut être connecté à la charge, en formant le lien essentiel entre le poids (streptavidine) et le porteur (particule de phage avec de la biotine dessus).

Le groupe de Manson travaille avec le laboratoire de Arun Majumdar, professeur de génie mécanique à l'Université de Californie à Berkeley, de démontrer une preuve de concept pour cette idée. Initialement, la charge sera d'un cordon qui contient un composé fluorescent facilement contrôlé en plus de la streptavidine. Ils verront si les bactéries portant ces perles sont attirées vers la source d'un attractif chimique.

Bien que ce projet en est à ses premiers stades, Manson prévoit que "les bactéries peuvent être utilisés pour fournir des paquets de médicaments, d'hormones et de produits chimiques de la tumeur tuer efficacement et précisément les objectifs souhaités. Ils peuvent également être en mesure de fournir "matériaux de construction" pour les chantiers dans les applications de nanofabrication. "

Les bactéries peuvent également trouver une application dans le domaine de la microfluidique nouvelle et en croissance rapide. Il est souvent souhaitable de déplacer des liquides à travers les capillaires de quelques microns de diamètre. (Un micron est un millionième de mètre.) Pompes externes doit générer de très hautes pressions pour surmonter la résistance à l'écoulement à travers des tubes minces, et ces pressions peut endommager les appareils. Les bactéries peuvent être doux, mais tout aussi efficace.

Chaque bactérie a environ quatre flagelles, qui se composent d'hélices hélicoïdales, dont chacune est entraînée en rotation par un moteur électrique à la base, généralement en faisant tourner plusieurs centaines de tours par seconde.

Manson et ses étudiants travaillent avec Ajay Malshe et Steven Tung, qui sont dans le département de génie mécanique à l'Université de l'Arkansas - Fayetteville, pour voir si les bactéries peuvent générer des taux comparables à ceux maintenu par pompes externes de flux. Une série de bactéries sera lié dans un microcanal de 5 à 20 microns de diamètre. (Les bactéries elles-mêmes ne sont qu'un micron de diamètre et de 03 heures 58 microns de longueur). Le groupe Arkansas peut fabriquer nanocanaux mètres et a développé très sensibles qui détectent le taux de microlitres par minute d'écoulement.

En étudiant les protéines qui constituent le moteur, Manson tente également de déterminer le nombre minimum de composants présents dans une unité fonctionnelle. Travaillera avec deux groupes de Texas A & M, celle de Hagan Bayley au Département de biochimie et de génétique et celui de Paul Cremer au Département de chimie, de construire un moteur flagellaire extérieur d'une cellule. Bayley et Cremer étudier les propriétés des protéines qui sont assemblés dans des membranes biologiques artificielles et naturelles.

"Si nous sommes en mesure d'attribuer une sorte de moteur dans ces moteurs reconstituées et trouver un moyen d'imposer un potentiel électrique de 200 millivolts à travers la membrane à conduire le flux de protons d'une manière, nous aurons une commande de turbine», dit Manson. "En plus de l'application directe de cette technologie pour microfluidique ou la production d'électricité à l'échelle nanométrique, il pourrait être possible d'utiliser les principes de la bio-ingénierie révélé de construire connexes non-organique qui marquera le début d'une nouvelle ère de la nanotechnologie." Manson pense petite, et il est visiblement fier.

  Like 0   Dislike 0
Commentaires (0)
Sans commentaires

Ajouter un commentaire

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Caractères restants: 3000
captcha