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生物膜 - 生活在保护性涂层内的微生物菌落 - 无处不在,从我们每天擦洗牙齿的斑块到溪流中岩石上形成的粘糊糊的绿色物质。它们位于我们的身体内外,海洋中,天然和人造表面,包括人造心脏瓣膜和导管等医疗植入物。生物膜并不总是坏消息,但是当它们存在时,它们会引起极其严重的问题。生物膜感染是不可能治疗甚至看不到它们在我们体内的时候 - 但是UC Merced教授Clarissa Nobile正在努力改变它。
Nobile研究白色念珠菌(白色念珠菌),这种真菌形成生物膜,引起人体内外表面的酵母菌感染。在mBio发表的一篇新论文中,Nobile和她的同事们发现他们已经找到了一种方法来“看到”使用生物发光标记的人体内的生物膜。
“白色念珠菌感染可能非常危险,”自然科学与健康科学研究所的教授说。“它们可以在任何粘膜表面或植入的医疗设备上形成,如人工心脏瓣膜,导管或心脏起搏器。它们非常耐药,因此很难摆脱体内的生物膜。现在,我们可以治疗这些症状,但除非我们移除它所形成的医疗器械,否则我们无法摆脱生物膜。“
在论文“白色念珠菌中生物膜特异性蛋白水解的全球鉴定”中,Nobile的团队表明生物发光标记物可以检测到两种特异性蛋白酶 - 切割其他蛋白质的酶 - 当它处于生物膜形式时,它们始终存在于白色念珠菌中。 。
蛋白酶有很长的科学名称; Nobile和她的同事称他们为Sap5和Sap6。研究人员发现,当Sap5和Sap6被去除或破坏时,生物膜将不会形成或会形成错误,从而防止顽固性感染。
虽然白色念珠菌(一种真菌)天然是人类微生物种群的一部分,但它也是一种能够引起粘膜和全身感染的机会性病原体,特别是当真菌从其生物膜中分散时。一个常见的例子是败血症,一种严重且常常致命的血流感染。酵母菌感染可以进入眼睛或口腔,有时婴儿出生时会有口腔酵母感染,称为鹅口疮,通过母亲的分娩管道。
Nobile和她的同事在新论文中说,他们的荧光生物标记物也可以帮助识别其他相关的病原体。
利用一系列遗传,生物化学,微生物学和测序技术,Nobile的实验室绘制了人类中发现的几种微生物之间的相互作用。
Nobile处于一个相当新的研究领域的最前沿。感染通常通过靶向个体细菌,真菌或病毒病原体来治疗,就好像它们单独起作用一样。但这些微生物是科学家刚刚开始理解的复杂微生物生态系统的一部分。Nobile的工作研究了生态系统背景下的感染,而不是个体微生物。
不过,她不只是在寻找这些病原体。她在加州大学默塞德分校的实验室与她的公司Biosynesis Inc.合作,该公司正在优化一种诊断试剂盒,该试剂盒可以使测试成本低廉,并开发针对生物膜中蛋白质的治疗方法,如Sap5和Sap6。
Biosynesis位于湾区,主要由研究人员组成,但Nobile说她也想在Merced地区开设分店。
该公司的资金来自美国国立卫生研究院的小企业奖。
“在这方面的创业方面工作很有趣,”Nobile说。“这种情况下,基础科学转化为现实世界的应用。”
去年,Nobile成为第一位获得Pew学者奖的UC Merced教员,该奖项为早期职业学者提供了四年的资助,致力于追求可以带来生物学非凡发现的高风险,高回报的研究。
她于2014年加入校园,但自从她还是研究生以来一直从事生物膜研究。她获得了博士学位。他于2007年在哥伦比亚大学获得加州大学默塞德分校之前在加州大学旧金山分校担任博士后研究员。
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