
幕后文章是与国家科学基金会合作提供给生活方面的。
粘液不仅仅是毛刺 - 它是针对疾病的关键障碍,诱使许多想要侵袭您身体的细菌。粘液是蛋白质,杀菌酶和盐的湿网,这使除了几微生物外,所有最暴露的组织都无法造成严重破坏。
幽门螺杆菌幽门螺杆菌是少数几个。通过粘液这将人类胃的酸性大锅排成一列,在下面的细胞上建立菌落。
入侵胃壁后,幽门螺杆菌会导致持续的低度刺激,随着时间的流逝,会导致溃疡,如果未经治疗,会导致癌症。
波士顿大学(BU)物理学家拉玛·班尼斯(Rama Bansil)- 与BU,哈佛医学院和麻省理工学院的学生和同事一起 - 最近帮助发现了如何幽门螺杆菌通过我们的防御。这些发现可以帮助我们防止这种细菌以及许多其他细菌。
数十年来,班塞尔一直在研究凝胶的物理学,自1990年以来,一种凝胶主要由粘液粘蛋白,粘液蛋白(蛋白质和糖络合物)组成。
班塞尔说:“不同器官的粘蛋白总体上相似,但根据体内发现的位置,它们的结构和特性略有不同。” “有些变成凝胶,有些不会。它们会根据其功能进行调整。它是在鱼中,它在sl子中 - sl子用它移动。”实际上,所有脊椎动物都会产生粘蛋白,许多人类疾病涉及材料。
班塞尔的研究已经与粘蛋白(尤其是胃的胃)如此相关,其中一些同事将她的实验室称为Snot Research Lab。
班塞尔说:“在某些方面,我认为我开始研究是偶然的。”大约二十年前,同事们与她寻求凝胶专家接触,这是一个跨学科团队的补充,用于研究我们的消化系统中的粘液。
随着研究人员开始更深入地研究研究问题,他们意识到他们需要更多的合作者和技术来帮助找到答案。
班塞尔说:“你不能只使用粗粘液。” “对于胃粘液而言,将其纯化以获得活性成分,粘蛋白是一项费力的任务。这可能就是为什么很少有研究粘蛋白的生物物理学的组。蛋白质化学是一个巨大的领域,但粘蛋白本身的研究不是高级的,这是一个非常复杂的蛋白质。”实际上,许多关于粘蛋白的主要研究是在欧洲在国外进行的。
班塞尔说:“最初,我们的团队只是BU医学院的少数合作者。”该小组的医疗部分后来搬到了哈佛医学院,现在该团队还包括麻省理工学院的研究人员。 (整个团队在最近的一个新闻稿)。
“我会告诉同事,我们正在研究这个有趣的问题,我在发表了很多谈话,说明为什么胃并不消化,这有助于招募同事。我拐弯的第一个人是我旁边实验室中的人;我们在原子力学显微镜下进行了合作。”
显微镜使研究团队能够接近粘液,并揭示了单粘蛋白分子的结构。
经过数年的粘蛋白基本物理特性以及这些蛋白质如何预防胃中的酸,研究小组希望追求粘蛋白与疾病的关系。
那是在1993年 - 班尼尔在《纽约客》中遇到了有关幽门螺杆菌和溃疡- 她决定解决如何解决如何幽门螺杆菌通过胃粘液旅行。但是,研究人员实际上开始使用细菌花了十多年的时间。
幽门螺杆菌近年来一直是研究的流行学科,尤其是在1980年代初期珀斯的病理学家罗宾·沃伦(Robin Warren)和临床研究员巴里·马歇尔(Barry Marshall)的研究之后。沃伦(Warren)和马歇尔(Marshall)明确将细菌与胃联系起来,并与溃疡联系起来,推翻了持续的信念,即细菌在这种酸性环境中无法繁殖。最终,两位研究人员赢得了2005年诺贝尔医学奖他们的努力。
许多研究人员进一步研究了幽门螺杆菌,了解更多有关其结构,如何繁殖的信息,甚至如何抵御胃酸。然而,直到现在,还没有人探索它如何穿过粘稠的胃粘液。
传统观念认为开瓶器形幽门螺杆菌依靠其形状来扭曲并通过粘液渗透。
取而代之的是,作为BU博士生乔纳森·塞利(Jonathan Celli幽门螺杆菌只是改变其环境以使运动成为可能。
班塞尔解释说:“我们发现它不会像开瓶器那样移动 - 每个人都认为它确实如此……而它用于生存的同样的生物化学使它有可能移动。” “这两个功能是密不可分的。它在化学上影响其环境,然后基本上像雪地上一样,通过改变周围环境的方式移动。”
幽门螺杆菌分泌与胃中尿素相互作用以产生氨的酶尿素酶 - 氨是在直接环境中中和酸的中和。粘蛋白较低的环境不足,使微生物可以使用标准的,基于鞭毛的运动,就像其他游泳细菌一样。
为了确认他们的发现,研究人员放置了幽门螺杆菌在实验室环境中进入酸性粘蛋白凝胶。当它的鞭毛移动时,有机体不能。微生物分泌尿素酶和酸度减少后,微生物能够通过凝胶锻造。
班森和她的同事接下来想了解幽门螺杆菌- 相关疾病,特别是在活宿主的背景下。该团队正计划采用新的成像技术,这些技术可能会揭示有关生物体以及它们如何对人体造成损害的更多细节。
由NSF GK-12奖学金支持的乔纳森·塞利(Jonathan Celli)是幽门螺杆菌 发现于2009年8月11日在美国国家科学院会议录中发表。
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编者注:这项研究得到了国家科学基金会的支持(NSF),联邦机构负责在科学和工程领域的所有领域资助基础研究和教育。本材料中表达的任何观点,发现和结论或建议都是作者的意见,不一定反映了国家科学基金会的观点。看到幕后存档。