新研究阐明了表面特性对细菌运动的影响

随着细菌对抗生素的耐药性不断增强，治疗细菌感染将变得更加困难，导致病情更加严重、住院时间更长、亡率更高。

作为弗吉尼亚理工大学的本科生，梅根·奥哈拉在生物科学教授杨兆民的指导下，获得了一个独特的机会来研究细菌如何在表面移动(这一过程称为抽搐运动)。这种运动使细菌能够快速地在新的表面上定殖，包括组织和医疗植入物的表面。

奥哈拉两年的研究成果带来了令人惊讶的发现：表面特性在促成​​或阻止这种运动方面发挥着关键作用。这项研究最近发表在《mSphere》杂志上。

抽搐是由一种称为 IV 型菌毛 (T4P) 的微小结构驱动的。它们是某些细菌的武器的一部分，使它们能够感染人类并造成伤害。与游泳或群集等其他形式的细菌运动不同，抽搐运动发生在固体或半固体表面上。抽搐运动是与许多具有 T4P 的细菌相关的一种运动形式，其中一些细菌具有抗生素耐药性。

“我们希望研究这些抗生素耐药率较高的病原体，比如世界卫生组织确定的那些，因为它们对人类健康构成了更大的风险，”这项研究的主要作者、2024 年毕业并获得微生物学学士学位的奥哈拉说。

世界卫生组织将抗生素耐药性列为全球十大健康威胁之一，2019 年全球约有 127 万人于耐药性感染。如果不采取任何措施阻止这一速度，预计到 2050 年，这一数字将上升至 1000 万。

“打击抗生素研究确实很重要，也是目前的热门研究领域，”奥哈拉说。“实现这一目标的一种方法是，不杀细菌，而是夺走它们的武器和盔甲，使它们无法再寄居或伤害我们的身体。它们在与通常栖息在我们体内的有益细菌的竞争中成为失败者。”

这项研究揭示了一个意外的发现，因为研究人员能够确定 T4P 在运动中的作用取决于表面的特性。他们的研究表明，胆汁盐和其他清洁剂通过改变表面亲水性来增强细菌的抽搐，而不是影响细菌的生物学。换句话说，通过操纵表面特性，T4P 的功能可能会改变。

“了解 T4P 非常重要，因为它是我们所说的关键毒力因子，”奥哈拉说。“我们之所以称其为关键，是因为在许多物种中，一旦删除 T4P，细菌就不再会引起感染。”

奥哈拉现在是加州大学圣地亚哥分校生物医学科学专业的一年级博士生。作为一名本科生和弗吉尼亚理工大学总统学者，她获得了生物科学系的两项奖项，包括 Buikema 和 Galway 本科生研究奖和 David Lyerly 暑期奖学金。

杨说：“我为梅根在弗吉尼亚理工大学本科期间取得的成就感到骄傲。她是一位教授梦寐以求的本科生，聪明、有上进心、独立自主。让一名本科生成为一篇主要研究论文的主要作者，这真是太了不起了。”

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