Slime Stadt zeigt wie Bakterien zusammenarbeiten

Eine Miniaturstadt für Mikroben im Labor konstruiert könnte Aufschluss über wie die Kerle natürlich resistenten Gemeinschaften bilden.

Die Fähigkeit von Mikroben, Drogen zu widerstehen kann zu tödlichen Stämme, wie verantwortlich für die Staph-Infektionen Superbug führen, die ständig rund um den Globus ausbreiten.

"Besteht die Auffassung, dass einzelnen-celled Organismen asozial, aber das ist falsch,", sagte Studie Teammitglied Andre Levchenko, einem biomedizinischen Ingenieur der Johns Hopkins University in Baltimore.

"Biofilme" sind Gruppen von Mikroorganismen durch klebrige Substanzen, die sie absondern, die ihnen ermöglichen, auf festen oder flüssigen Oberflächen befestigen zusammengehalten. "Schleim-Städte" umfasst in der Regel Myriaden Mikroben-Arten, die friedlich koexistieren, und tauschen die genetische Information, neue Fähigkeiten wie erhöhte Resistenz gegen Antibiotika. Aus diesem Grund sind Biofilme in vielen Krankheiten, einschließlich Mukoviszidose und Harnwegsinfektionen verwickelt.

Biofilme sind architektonisch komplex und können Schichten, Klumpen, Grate, oder sogar Stiele und Pilz-ähnliche Formationen ähneln. "sie sind wie Städte mit Kanälen für Nährstoffe reingehen und Abfälle um zu gehen", sagte Lewtschenko.

Neu die beengten Verhältnissen einen Biofilm aber trotzdem Kontrolle, Levechnko und seine Kollegen errichtet ein neues Gerät, das eine Reihe von kleinen Kammern in verschiedenen Formen und Größen, um E. Coli -Bakterien, die gleichmäßig ausgesetzt in einem Kulturmedium zu halten, während immer noch so dass sie ungehindert zwischen Kammern enthalten.

Das "mikrofluidischen" Gerät, konstruiert und gefertigt in Zusammenarbeit mit Alex Groisman an der University of California, San Diego, konnte das Team um das Verhalten der einzelnen Schichten der Bakterienzellen mit Echtzeit-Mikroskopie aufzunehmen.

Videoaufnahmen von der geschäftigen, die bakteriellen Kolonie ergab, dass je länger die gepackte Zellpopulation in den Kammern residierte, bestellte desto mehr die Biofilm-Struktur wurde. Auch stabförmige E. Coli , die physisch zu kurz oder zu lang zu passen problemlos in den überfüllten Kammern in der Regel entweder bildeten keine übersichtliche Clustern oder bekam gezwungen aus der Gemeinschaft alle zusammen.

Die Forscher anhand der beobachteten Verhaltensweisen, erstellt ein Computer-Modell, die das Verhalten der anderen Bakterienarten unter ähnlichen Belastungen vorhersagen könnte.

"Wir waren überrascht, dass Zellen wachsen in Kammern von allerlei Formen allmählich selbst in sehr regelmäßigen Strukturen organisiert", sagte Lewtschenko. "Das Rechenmodell geholfen, erklären, warum dies geschah und wie es von den Zellen verwendet werden könnte, um Überlebenschancen zu erhöhen."

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