科学家生物工程师是一种细胞速度计 _生活百科

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普林斯顿大学的一个研究小组已经确定了可以检测流体流动速度的细菌。
许多细胞都可以感知流动，就像我们的皮肤细胞可以感受到微风和强风之间的差异一样。但我们依靠感受所涉及的力量，从空中对我们的推回。没有这种推动，我们无法区分速度; 当窗户关闭时，无论我们坐在办公室，超速驾驶汽车还是巡航飞机上，我们的皮肤都无法感受到空气的任何差异。但是现在，普林斯顿大学的一个研究小组现在已经发现，无论力量如何，一些细菌实际上都可以检测出流速。他们的论文发表在在线期刊“ 自然微生物学”上。
普林斯顿的埃德温格兰特康克林生物学教授，该论文的资深作者Zemer Gitai说：“我们已经将细菌设计为速度计。” “这里有一个应用：我们实际上可以将这些细菌用作流量传感器。如果你想知道实时的速度，我们可以告诉你。”
含有内置速度计铜绿假单胞菌的细菌是一种普遍存在的病原体，存在于体内，体内，水流，土壤和整个医院中。疾病控制和预防中心将假单胞菌分类为“严重威胁” ，每年造成超过50,000例医疗相关感染，其中6,700种抗生素耐药， 440种致命。
“在一些医院，外科医生使用化学消毒剂 - 基本上是Purell ，而不是擦洗，因为假单胞菌喜欢在管道中生长， ”Gitai说。事实上，假单胞菌几乎总是被流动的液体包围，无论是在流中还是在任何涉及流动的人体系统中 - 血流，泌尿道，胃肠道，甚至是肺 - 或者在管道系统中或导管等医疗设备，是手术后感染的主要载体之一。
“这是个老消息， ”吉泰说。“我们发现，不仅假单胞菌会遇到流动，而且它们实际上可以感知并响应这种流动。这是一个大问题。如果它们在流动中，它们可以改变它们的'行为' ，如果你愿意的话，感觉他们在流动。“
Gitai实验室的博士后研究员Joseph Sanfilippo和2017年毕业生校友Alexander Lorestani是该论文的主要作者。他们一起确定细菌可以检测甚至测量附近流体的流速，从而打开一组基因。他们将这些基因称为“流动调节的操纵子” 。
“Fro的反应不仅仅是一个开关开关;它实际上已经调整到速度， ”Sanfilippo说。“它更像是一个调光开关而不是一个灯开关。”
然后，他们生物工程化了一个与导致假单胞菌发光的基因之间的联系，从而可以在显微镜下看到来回的遗传反应，从而创建一个实时视觉速度计。流动越快，发光越亮。
使用该工具， Sanfilippo能够确定假单胞菌响应的速度范围，结果令人惊讶：“它们与血液和泌尿道中已知的液体速度范围完全吻合” 。吉泰说。
考虑到细菌的微观规模和他们测试的头发大小的流动室(50微米高， 500微米宽) ，研究人员没有测量传统英里每小时(或每秒米)的速度相反，测量“剪切速率” ，相邻的流体层彼此通过的速率。这是以无距离“每秒”单位来衡量的。
他们发现，对于每秒钟低于8的剪切速率没有反应 - 比人体中发现的大多数流体慢 - 但它确实调整了对剪切速率在40到400每秒之间的响应，然后稳定在此之上。作为参考，平均尺寸的人体静脉中的剪切速率约为每秒100次。