
科学家通过将细菌放大1000倍,成功开发出研究基因表达与细菌行为的新方法。这项革命性影像技术,让我们能实时观察细菌如何应对环境变化、适应压力,以及产生抗药性。(示意图/取自SciTechDaily.com)
(波士顿16日讯)《科学·Science》期刊近日发表突破性研究,美国波士顿儿童医院团队利用创新技术,将细菌放大千倍,首次实时观测其基因运作,为医学研究带来新视野。
据《每日科技网》报道,研究团队结合多重抗误差荧光原位杂交技术(MERFISH)与膨胀显微镜技术(expansion microscopy),成功克服细菌体积微小、内部RNA密度高的观察难题。研究主持人莫菲特博士表示,团队借鉴麻省理工学院(MIT)的技术,将细菌样本嵌入特殊水凝胶,使其膨胀50至1000倍,内部分子结构清晰呈现。
有助于开发更有效抗生素
这项技术首次揭示单一细菌的生存策略。研究发现,当葡萄糖缺乏时,单个大肠杆菌(E. coli)会依序尝试不同的替代食物,并以特定顺序调整基因表达。同一种细菌在肠道不同位置,也展现不同的基因活动。莫菲特解释:“在短短数十微米内,细菌会因环境变化展现截然不同的行为,以前难以研究这种差异,但现在我们终于能解答长期疑问。”
这一突破性影像技术,为研究细菌产生抗药性、益菌与致病菌行为差异,以及微生物间互动提供了新工具。更重要的是,科学家可在细菌原生环境中进行观察,不受实验室限制,有助于开发更有效的抗生素和治疗策略。