華裔諾獎得主朱棣文Science發布細菌研究新成果

　　來自加州大學伯克利分校的研究人員開發了一種靈敏的新成像技術揭示了生物膜(biofilms)結構的一些細節，從而打開了攻擊如霍亂、囊性纖維化患者肺臟感染以及甚至慢性鼻竇炎等因形成生物膜而產生抗生素耐藥性的大量細菌性疾病的大門。相關論文發布在7月13日的《科學》(Science)雜志上。

　　著名華裔科學家朱棣文(Steven Chu)，加州大學伯克利分校Veysel Berk博士及加州大學圣克魯茲分校的Fitnat H. Yildiz博士共同領導了這一研究。朱棣文教授因“發展了用激光冷卻和捕獲原子的方法”于1997年獲得諾貝爾物理學家，是繼楊振寧、李政道等之后第五位獲諾貝爾獎的華裔科學家。2008年被美國總統奧巴馬任命為美國能源部部長。

　　通過發明一種新型熒光標記方法，結合采用超高分辨率光學顯微鏡，研究人員成功解析了細菌生物膜的結構。他們還確定了一些可以破壞細菌群落并將這些病菌置于抗生素殺傷力之下的潛在藥物的遺傳靶點。

　　“最終，我們要讓這些病菌無路可逃，”加州大學伯克利分校加州計量生物科學研究所(QB3)及物理學系博士后研究人員Berk說。

　　“在它們的自然生態環境中，99.9%的細菌會作為群落生存，附著在表面形成生物膜;根據美國國家衛生研究院的統計，80%的人類感染與生物膜相關，”Berk說。

　　新技術使得研究人員能夠放大進入這些生物膜的街道水平視圖，從而了解了“它們如何從單個細胞生長并聚集形成了房間和整個建筑物。現在我們可以想出一種合乎邏輯的方法發現如何破壞它們的建筑，或防止它們自身形成建筑。”

　　超分辨率顯微鏡結合Berk開發的技術，實現了連續標記培養物中生長和分裂細胞，許多領域的生物學家將能夠記錄下細菌構建城堡過程的靜態視頻(stop-motion video)。

　　在關于這篇論文的一份聲明中，朱棣文說：“基于光學顯微鏡的單分子技術在過去的20年里取得了驚人的進展。尤其是，‘超分辨率’成像技術使得研究人員能夠以前所未有的細節實現結構成像。Veysel Berk領導研究小組應用這些光學方法以數十納米到數十微米的長度比例連續成像活生物膜。在這一工作之前，這些細菌群落是就它們的通常成分、外觀和大量生物化學廣泛開展研究。通過引進新的體內熒光標記方法，一種正在生長的霍亂弧菌(V. cholerae)的三種特異基質蛋白和細胞外多糖的分子和結構作用以一系列三維圖像形式實現了可視化。這一工作促成了對這些復雜結構形成的新認識，無疑為開發出對抗感染性疾病的新方法和環境及工業設置中的細菌學應用鋪平了道路(未完待續……)。