ลองนึกถึงแบคเทอริโอฟาจ—ไวรัสที่โจมตีแบคทีเรีย—เป็นผู้ก่อวินาศกรรมเบื้องหลัง ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้ออกแบบแบคทีเรียที่สามารถแทรกซึมและละลายฟิล์มที่มีความหนาแน่นสูง เช่น คราบพลัค ที่แบคทีเรียบางชนิดก่อตัวขึ้น เฟจเหล่านี้ซึ่งผลิตเอนไซม์ที่กำหนดเป้าหมายที่เรียกว่าไบโอฟิล์ม อาจนำเสนอวิธีใหม่ในการหลีกเลี่ยงการดื้อยาปฏิชีวนะในแบคทีเรียเบื้องหลังเส้นศัตรู ไวรัสติดเชื้อ Escherichia coli ในฟิล์มชีวภาพ (ซ้าย) จำลองและบังคับให้แบคทีเรียผลิตเอนไซม์ย่อยสลายโพลิเมอร์ (กลาง) หลังจากที่แบคทีเรียระเบิด เอนไซม์จะละลายเมทริกซ์ฟิล์มชีวภาพ และไวรัสจะแพร่กระจายไปยังเซลล์อื่นๆ (ขวา)ลู/PNAS
แม้จะเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว แต่แบคทีเรียก็มีทักษะทางสังคม
เมื่อพวกมันสัมผัสได้ถึงการมีอยู่ของกันและกันผ่านสัญญาณทางเคมี แบคทีเรียหนึ่งหรือหลายสปีชีส์ร่วมกันสร้างฟิล์มชีวภาพจากโพลิเมอร์ที่พวกมันขับออกมา
James Collins นักชีวฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยบอสตัน กล่าวว่า แบคทีเรียมากถึง 60 เปอร์เซ็นต์อาศัยอยู่ในแผ่นชีวะ ซึ่งได้รับการอธิบายว่าเป็นแนวปะการังของจุลชีววิทยา(SN: 14/7/01, p. 28 ) คราบจุลินทรีย์อาจเป็นรูปแบบที่คุ้นเคยมากที่สุด แต่ไบโอฟิล์มยังสามารถก่อตัวบนอุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น รากฟันเทียมและสายสวน ภาพยนตร์เรื่องนี้วางท่อน้ำและปอดของผู้ป่วยโรคซิสติก ไฟโบรซิส ซึ่งเป็นสาเหตุของการติดเชื้อที่อาจถึงแก่ชีวิตได้ โชคไม่ดีที่ Collins กล่าวว่าข้อดีของการอยู่ร่วมกันในฟิล์มชีวภาพทำให้แมลงสามารถต้านทานการออกฤทธิ์ของยาปฏิชีวนะได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าแบคทีเรียที่ว่ายอย่างอิสระ เพื่อต่อสู้กับฟิล์มชีวภาพ “ความท้าทายคือการเจาะเข้าไปในเมทริกซ์” คอลลินส์กล่าว
ด้วย Tim Lu จาก Harvard University และ Massachusetts Institute of Technology ตอนนี้ Collins ได้คิดค้นกลยุทธ์สงครามชีวภาพแบบสองทางเพื่อต่อต้านฟิล์มชีวภาพ ขั้นแรก นักวิทยาศาสตร์ทดลองกับเอนไซม์ต่างๆ เพื่อหาเอนไซม์ที่สามารถทำลายโพลิเมอร์ที่เกิดจากเชื้อEscherichia coli สายพันธุ์เฉพาะ ได้ เอ็นไซม์ที่ดีที่สุดที่พวกเขาค้นพบเรียกว่าดิสเพอร์ซินบี
จากนั้นพวกเขาก็ดัดแปลงพันธุกรรมแบคทีเรียซึ่งดูเหมือนโมดูลลงจอดบนดวงจันทร์ของอพอลโลขนาดเล็ก
โดยการใส่ยีนของเอนไซม์เข้าไปในดีเอ็นเอของไวรัส
ตั้งแต่ดาราศาสตร์ไปจนถึงสัตววิทยา
สมัครรับข้อมูลข่าววิทยาศาสตร์เพื่อสนองความกระหายใคร่รู้ของคุณสำหรับความรู้สากล
ติดตาม
จากนั้น นักวิทยาศาสตร์ได้ทิ้งฟาจลงบนฟิล์มชีวภาพของเชื้ออีโคไล หลังจากที่ไวรัสได้เข้าสู่แบคทีเรียบางส่วนแล้ว พวกมันได้แย่งชิงกลไกเซลล์ของแบคทีเรียและเริ่มสร้างสำเนาของฟาจรวมถึงเอนไซม์ด้วย
เนื่องจากการเพิ่มจำนวนของฟาจทำให้เซลล์แบคทีเรียบวมและแตก ไวรัสจึงแพร่เชื้อและทำให้แบคทีเรียจำนวนมากขึ้น ในขณะที่เอนไซม์ที่ปล่อยออกมาจะละลายพอลิเมอร์เมทริกซ์ของฟิล์มชีวภาพ ฟิล์มชีวภาพแทบจะหายไปภายใน 2 วัน ผู้เขียนรายงานใน การดำเนิน การของ National Academy of Sciences เมื่อวันที่ 3 กรกฎาคม
คอลลินส์และลูยืนยันว่าวิธีการของพวกเขาได้ผลดีกว่ากลยุทธ์ก่อนหน้าที่เน้นการฆ่าแบคทีเรียหรือละลายฟิล์ม
Philip Stewart จาก Center for Biofilm Engineering ที่ Montana State University ใน Bozeman กล่าวว่า Collins และ Lu นั้น “ฉลาด” ในการคิดหาแนวทางการโจมตีแบบสองแง่สองง่าม “คุณไม่ได้แค่ฆ่าเซลล์ ซึ่งเป็นวิธีคิดแบบเก่า” เขากล่าว “คุณยังทำให้ฟิล์มชีวภาพอ่อนแอลงด้วย”
สจ๊วตกล่าวว่าความท้าทายคือการรวบรวมกล่องเครื่องมือของเอนไซม์จำนวนมากที่นักวิทยาศาสตร์และในที่สุดแพทย์สามารถใช้เพื่อกำหนดเป้าหมายฟิล์มชีวภาพต่างๆ
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
