Science：發現細菌生物膜中的纖維素與植物纖維素存在差異

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在一項新的研究中，來自美國、德國和瑞典的研究人員發現細菌生物膜（bacterial biofilm）中的纖維素與植物中的纖維素存在不同。在發表在2018年1月19日那期Science期刊上的一篇標題為「Phosphoethanolamine cellulose: A naturally produced chemically modified cellulose」的論文中，他們描述了他們如何發現這種差異以及他們的發現對開發新的抗擊細菌感染的方法可能意味著什麼。美國國家衛生研究院（NIH）的Michael Galperin和俄羅斯莫斯科國立大學的Daria Shalaeva在同期期刊上針對這項研究發表了一篇「觀點（Perspective）」類型的論文。

圖片來自Rocky Mountain Laboratories, NIAID/NIH。

細菌感染難以治療的原因之一是它們傾向於形成很難穿透的生物膜，這就使得很難利用抗生素殺死它們。Galperin和Shalaeva注意到，這樣的生物膜能夠導致細菌感染從急性感染轉變為慢性感染。多年來，科學家們研究了細菌生物膜，希望找到它們的一個弱點，從而可能被用來讓這些生物膜更少地保護隱藏在它們中的細菌。不幸的是，到目前為止，這方面還沒有取得什麼進展。然而，在這項新的研究中，這些研究人員似乎在這些生物膜的組成中發現了新的可能會削弱它們的東西。

為了更多地了解由大腸桿菌產生的生物膜組成，這些研究人員利用核磁共振光譜更加仔細地研究了一些細菌生物膜樣品。他們發現，形成這些生物膜骨架的纖維素與在植物中發現的纖維素存在差異---它具有植物中不存在的磷酸乙醇胺側鏈。這種側鏈允許產生的纖維素形式比在植物中觀察到的更加密集，這就使得它更能抵抗剪切力。他們還發現了導致這一點的基因---bcsG。當在試驗菌中關閉這個基因時，他們發現產生的細菌生物膜並不強健。當然，這提示著開發一種關閉細菌中的這個參與感染的基因的方法可能會削弱細菌生物膜的功能，從而能夠允許抗生素穿透並殺死它們。

參考資料：Wiriya Thongsomboon, Diego O. Serra, Alexandra Possling et al.Phosphoethanolamine cellulose: A naturally produced chemically modified cellulose. Science, 19 Jan 2018, 359(6373):334-338, doi:10.1126/science.aao4096

Michael Y. Galperin, Daria N. Shalaeva.A bacterial coat that is not pure cotton. Science, 19 Jan 2018, 359(6373):276-277, doi:10.1126/science.aar5253

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