科學家們揭示了昆蟲翅膀激發對抗超級細菌的新方法

2020-11-26 騰訊網

科學家們揭示了昆蟲翅膀激發的納米材料是如何在接觸時破壞細菌的。

蟬和蜻蜓的翅膀是天然的細菌殺手，這一現象促使研究人員尋找擊敗抗藥性超級細菌的方法。

新的抗菌表面正在開發中，具有模仿昆蟲翅膀致命作用的不同納米顆粒，但科學家們才開始揭開它們如何工作的奧秘。

發表於自然觀微生物學研究人員已經詳細說明了這些模式是如何摧毀細菌的--拉伸、切割或撕碎細菌。

RMIT大學傑出教授埃琳娜·伊萬諾娃(Elena Ivanova)說，找到非化學方法殺死細菌是至關重要的，每年有超過70萬人因耐藥細菌感染而死亡。

伊萬諾娃說：「細菌對抗生素的耐藥性是對全球健康的最大威脅之一，對感染的常規治療正變得越來越困難。」

「當我們尋找自然的想法時，我們發現昆蟲已經進化出了高效的抗菌系統。

「如果我們能準確地了解昆蟲激發的納米粒子是如何殺死細菌的，我們就可以更精確地設計這些形狀，以提高它們的抗感染效果。」

「我們的最終目標是開發低成本和可擴展的抗菌表面，用於植入物和醫院，提供強大的新武器來對抗致命的超級細菌。」

殺菌劑表面

蟬和蜻蜓的翅膀上覆蓋著微小的納米粒子，這是科學家們為了模擬它們的殺菌效果而開發的第一批納米粒子。

從那時起，他們還精確地設計了其他納米粒子，比如薄片和電線，它們的設計都是為了破壞細菌細胞。

落在這些納米結構上的細菌發現自己被拉扯、拉伸或切割，破壞細菌細胞膜並最終殺死它們。

新的回顧首次分類了不同的方式，這些表面納米粒子提供必要的機械力，以打破細胞膜。

伊萬諾娃說：「我們合成的仿生納米結構在抗菌性能上有很大差異，但原因並不總是很清楚。」

「我們還努力找出一個特定納米粒子的最佳形狀和尺寸，以最大限度地提高其致命能力。」

「雖然我們正在開發的合成表面將自然提升到更高的水平，例如，我們甚至觀察蜻蜓，但我們看到不同物種的翅膀比其他物種更能殺死某些細菌。」

「當我們在納米尺度上觀察翅膀時，我們看到了覆蓋這些翅膀表面的納米粒子的密度、高度和直徑的差異，因此我們知道，正確的納米結構是關鍵。」

伊萬諾娃說，生產大量的納米結構表面，成本效益高，因此可以用於醫療或工業應用，仍然是一個挑戰。

但她說，最近納米製造技術的進步顯示了開創生物醫學抗菌納米技術新時代的希望。

相關焦點

  • 師法自然：取經蟬翼、蜻蜓翅膀，成功開發對抗超級細菌新方法
    ▎藥明康德內容團隊編輯 全球每年死於耐藥超級菌的患者超過70萬。細菌對抗生素的耐藥性是對全球衛生的最大威脅之一，對感染的常規治療正變得越來越困難。受到蟬翼與蜻蜓翅膀的啟發，通過納米尺度的拉伸、切片或撕裂來消滅細菌，科學家們成功開發了對抗超級菌的新方法。 蟬翼與蜻蜓翅膀，是天然的細菌殺手。
  • 殺死「超級細菌」!科學家從蜻蜓翅膀的納米粒子獲得靈感,開發出...
    殺死「超級細菌」！科學家揭示了背後的原理，並依此開發出殺菌力無敵的強效抗菌表面。蟬和蜻蜓的翅膀是天然的細菌殺手，這一現象激起了許多科學家的興趣，促使研究人員尋找擊敗耐藥性「超級細菌」的方法。他們正在開發一種新型抗菌表面，其特徵是模擬昆蟲翅膀致命作用的不同納米粒子。
  • 這種新型合成抗生素 可對抗「超級細菌」
    臨床抗生素的濫用導致並加速了超級細菌的蔓延，使針對超級細菌的新型抗生素的研發顯得迫在眉睫。近日，林肯大學的科學家們開發出一種合成的teixobactin藥物並成功治療了小鼠的細菌感染，推動了將teixobactin藥物作為臨床抗超級細菌藥物的進程。
  • 為什麼蜻蜓的翅膀不生細菌?
    它能夠製作出精細度超高的複雜圖像，從而揭開了蜻蜓翅膀表面上超過 100 億個微小的「梳狀剔除」結構。 這種獨特的微結構，使得蜻蜓可以通過振翅的方式，將細菌悉數抖落掉。，以更好地了解蜻蜓翅膀的納米結構。結果發現，其翅膀上有超過百億的微小「梳狀剔除」結構。這種「陷阱」是如此地強大，以至於當細菌試圖「逃脫」的時候，會將自身給撕裂掉。
  • 科學家設法卸下細菌的「秘密武器」可幫助抗擊超級細菌
    澳大利亞科學家發現了一種此前不為人知的細菌用來殺死免疫細胞的保護機制，開闢了潛在的研究途徑，可以幫助醫生對抗抗生素耐藥的超級細菌。當人體檢測到細菌感染時，其防禦機制之一是釋放巨噬細胞等免疫細胞，這些細胞會獵取病原體，然後吞噬並消滅它們。
  • 浙大科學家揭示病毒在昆蟲體內悄悄傳宗接代的秘密
    浙江在線杭州6月14日訊(浙江在線記者 曾福泉 通訊員 周煒 朱原之)浙大科學家近日一項新發現，揭示了一種對番茄危害極大的病毒如何巧妙地與害蟲「勾結」：這種病毒寄宿在昆蟲體內，而昆蟲的部分後代一出生就自帶病毒。
  • 全新成像技術揭示了蜻蜓翅膀天然抑菌的秘密
    它能夠製作出精細度超高的複雜圖像，從而揭開了蜻蜓翅膀表面上超過 100 億個微小的「梳狀剔除」結構。 這種獨特的微結構，使得蜻蜓可以通過振翅的方式，將細菌悉數抖落掉。蜻蜓翅膀顯微圖（圖片已經過假色處理）via：Annalena Wolff新研究採用了強離子和電子顯微鏡，以更好地了解蜻蜓翅膀的納米結構。
  • 科學家利用氟化物解決超級細菌在實驗室外傳播問題
    據外媒報導，被科學家和醫學專業人士稱之為「超級細菌」的耐抗生素細菌數量不斷增加，這促使研究人員不得不尋找新的方法來打敗它們，如果可能的話，防止更多的該類型細菌出現。在醫學領域，濫用抗生素被認為是這些超級細菌站穩腳跟的原因，但這並不是唯一一個可能使用抗生素危害地球的行業。
  • 科研團隊發現的新聯合療法或能幫助對抗細菌的耐藥性
    據外媒New Atlas報導，抗生素是上個世紀最重要的醫學突破之一，但幾十年的過度使用意味著細菌很快就對其產生了耐藥性。現在，一個科學家團隊發現，一種已經被美國食品和藥物管理局（FDA）批准的藥物可以作為一種「反抗生素」，在使用抗生素的同時減少耐藥性的發展。
  • 昆蟲翅膀帶有可以殺死細菌的納米結構
    蟬、蜻蜓等一些昆蟲的翅膀上覆蓋著可以通過接觸殺死細菌的納米結構。英國布裡斯託大學新聞中心表示，該校專家弄清了這些結構的殺菌機理。這一發現有助於為醫學移植體和生物醫學裝置研發抗菌表層。研究結果發表於《自然·通訊》雜誌。
  • 香港理工大學研製新抗生素或可對抗「超級細菌」—新聞—科學網
    中新網9月25日電 據香港《文匯報》報導，香港理工大學(理大)團隊通過創新抗菌機制，成功研發新一代候選抗生素Nusbiarylins化合物，有力抑制多種細菌生長
  • 重金屬鎵可用於對抗「超級細菌」
    新華社華盛頓９月２６日電（記者周舟）美國研究人員２６日說，他們發現重金屬鎵有望用於開發新的抗生素，對抗綠膿桿菌這種「超級細菌」。　　綠膿桿菌可導致肺部、尿路以及傷口等感染。癌症和愛滋病等患者由於自身抗感染能力受損，容易感染這種細菌。尋找新型抗生素對抗這種「超級細菌」一直是研究人員的目標。
  • 中國團隊發現凝血因子或有助對抗「超級細菌」
    新華社倫敦8月9日電（記者張家偉）一個中國團隊9日發布報告說，他們發現凝血因子這種人體受傷後參與血液凝固的血液成分，有潛力在對抗多重耐藥的「超級細菌」方面發揮作用。四川大學學者領銜的團隊在中國科學院與英國自然出版集團合作出版的期刊《細胞研究》上發布報告說，他們發現凝血因子VII、IX和X除了在凝血過程中有重要作用，可能還可以對抗革蘭氏陰性菌，其中包括綠膿桿菌和鮑曼不動桿菌等耐藥性極強的「超級細菌」。
  • 脂肪也能對抗細菌?研究發現:細胞內的脂肪滴是細胞的「兵工廠」
    在最近發表於《科學》（Science）雜誌上的一項新研究中，來自昆士蘭大學的研究人員發現，細胞內的脂肪滴，能夠協助人體自身的防禦系統抵禦細菌的感染。脂肪滴的作用，不只是「炊事班」，而是一座「兵工廠」。美國昆士蘭大學分子生物科學研究所的羅伯特·帕頓教授（Robert Parton）和馬特·斯威特教授（Matt Sweet），以及巴塞隆納大學的阿爾伯特·波爾教授（Albert Pol）的國際合作發現，這些脂肪滴既是食物來源，也是對抗細菌入侵的武器。
  • 阻擊超級細菌 我科學家從抗菌肽找到思路
    為破解這一威脅，全球科學家一直在努力。日前，中科院昆明動物研究所天然藥物功能蛋白質組學課題組賴仞研究員和張治業副研究員等人設計改造了一種強抗菌活性、高穩定性和低毒性的抗菌肽——ZY4，為應對當前越來越嚴重的耐藥性鮑曼不動桿菌和綠膿桿菌的傳播及感染問題提供了良好的候選藥物分子，也為設計高效低毒的抗菌肽提供了參考新策略。
  • 傾聽昆蟲振翅有多重要?可幫我們對抗瘧疾
    科學家們通常受到他們選擇使用的感官所限制，而索塔瓦爾塔特有的方法進行研究顯示，當不同的學科發生碰撞時，某種特定的科學見解就會浮現。他靈敏的耳朵不僅可用於研究期間識別物種，也能用於音樂上。索塔瓦爾塔的學生、遺傳學教授彼得·波廷（Petter Portin）說：「他還擁有優美的歌喉。」索塔瓦爾塔被收藏在芬蘭國家圖書館的論文是由書信、昆蟲行為專論以及堆疊的樂譜構成的。
  • 新方法揭示細菌生物膜中的細胞位置和流動
    新方法揭示細菌生物膜中的細胞位置和流動 作者：小柯機器人 發布時間：2020/6/14 21:59:29 美國普林斯頓大學Bonnie L. Bassler研究團隊近日取得一項新成果。
  • 超級恐怖細菌!三秒鐘就能殺一個人
    據外媒報導，英國一份權威醫學報告指出，如果全世界再不注意抗生素濫用問題，到2050年將會誕生超級細菌，每三秒鐘就會導致一名病人死亡。超級恐怖細菌！三秒鐘就能殺一個人（圖片來自於BBC）    由於目前濫用抗生素的問題依然沒有得到解決，造成了細菌的抗藥性在不斷提升。醫療界開發新抗生素的速度落後，加之人類浪費了太多現存的抗生素，導致了目前抗生素濫用狀況如此嚴重。    目前事態的嚴重程度已經遠超人們的想像。醫生們近年發現了能排斥終極抗生素克利斯汀的細菌。
  • 昆蟲的翅膀可能是從甲殼綱動物的腿進化而來的
    科學家們目前認為，最早的昆蟲出現在大約4.8億年前，是從水生甲殼綱動物進化而來的。大約8千萬年後，隨著陸地生態系統變得更加複雜，翅膀使它們能夠飛到空中。 如果他們是對的，那就意味著最早的昆蟲在我們的星球上嗡嗡作響，遠遠早於鳥類、蝙蝠和翼龍——那麼它們從哪裡獲得這種能力呢?
  • 薑還是老的辣:看噬菌體如何對抗超級細菌
    「壞消息就是他感染了超級細菌——『鮑曼不動桿菌』。」「天啊！」超級細菌：自然界的超級bug世間萬物生生相剋才能維持自然界的生態平衡，而超級細菌卻不斷地挑戰著這一生存法則。超級細菌（Superbacteria）, 泛指對多種抗生素具有耐藥性的細菌，又稱「多重耐藥性細菌」。抗生素的濫用，可以說是細菌進化成耐藥菌的一大推手。