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细菌有多种策略可以在抗生素中存活：对药物产生遗传抗性; 推迟增长; 或隐藏在保护性生物膜中。普林斯顿大学和加州州立大学北岭分校(CSUN)研究人员的新成果揭示了另一种方法：自我牺牲。研究人员发现，在用特定抗菌分子处理的大肠杆菌群体中，一些垂死的细胞吸收了大量的抗生素，使其邻居能够存活并继续生长。研究人员创造了一种改良的绿色荧光版本的目标抗生素，一种称为LL37的肽分子，由人类皮肤，气道和其他经常接触外界细菌的器官自然产生。如上图所示，通过一群细菌跟踪发光分子的运动，发现抗生素在一部分垂死细胞中积聚。
普林斯顿大学机械和航空航天工程助理教授AndrejKošmrlj与CSUN团队合作开发了一个数学模型，以更全面地解释这一现象并帮助进一步研究。
该模型描述了面对不同浓度抗菌剂的细菌群体的动态变化，显示了死细胞如何隔离危险分子并预测存活细胞的延迟生长 - 计算结果证实了Sattar Taheri-Araghi实验室的实验。 CSUN的物理学和该研究的共同高级作者以及Košmrlj。
“该模型提供了实际工作原理的物理解释，”Košmrlj说。“我们有一个惊人的观察结果，抗菌肽的关键抑制浓度取决于细菌的数量，我们的模型能够解释为什么会发生这种情况。”
Taheri-Araghi说，尽管有了这种新的理解，但仍然存在关于分子水平发生的问题。“这项研究为以前从未提出过的许多问题打开了大门。我们的研究结果对细菌的进化产生了深远的影响 - 已经存在了数十亿年 - 以及用于设计和管理新型抗生素的药物“。
研究人员在eLife的 2018年12月18日发表的论文中报告了他们的研究结果。
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