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▲列夫钦科实验室开发的新型凝胶装置中，细胞正在形成生物膜。
《自然通讯》(Nature Communications)杂志10月5日报道，美国耶鲁大学（简称YU）的研究人员安德烈•列夫钦科(Andre Levchenko)等已经差不多破解了生物膜的形成机制并找到了抑制其形成的方法。
当细菌细胞聚集起来，并形成粘结在黏稠物质中的结构时，生物膜就形成了。生物膜可使细胞不受外界影响，并使其形成复杂的准生物体。生物膜几乎无处不在——未清洗的淋浴间和湖泊表面都能找到它们的踪迹。当生物膜侵入人体细胞或在手术中形成时，它们就处于最危险的状态了。仅在美国医院，就有数千人因与生物膜相关的感染而死亡。耶鲁大学生物医学工程教授、系统生物研究所主任、论文资深作者列夫钦科说：“生物膜是一个巨大的医学问题，它们会使细菌感染变得难以处理。”
由于人们对细菌细胞从个体行为转变为群体结构的机制并不清楚，与生物膜的“战斗”显得异常艰难。列夫钦科实验室的研究人员与加州大学圣地亚哥分校的同僚们最近发现了一种生物膜形成的关键机制。该机制可使研究人员以一种可控的、可重复的方式来研究生物膜的形成过程。
研究人员设计并制造了微流体装置和新型凝胶，用于装载致病性大肠杆菌细胞。设备可以模拟人体细胞内的环境和感染过程。他们发现细菌菌落在生长到一定程度时会受到腔壁或凝胶等的挤压。这种自生压力就是生物膜形成的触发因素。列夫钦科说：“这很令人惊讶，实验装置中的细胞产生了生物膜，具有了抗生素抗性。而这些都源于与环境的机械反应所产生的生物压力。”
列夫钦科认为，根据他们的研究成果，科学家们可以利用各种设备模拟其他细胞环境，并在多种环境条件下探索生物膜的形成。他们也可以使用论文中介绍的装置，以一种简单、廉价和可重复的方式，快速、精确和大量地制造生物膜。这对于研究和筛选破坏生物膜的药物具有重要意义。他说：“当研究人员希望筛选抗生物膜药物时，必须有这样的疾病模型。而我们的研究使生物膜的精确培育成为了可能。”
科界原创
编译：灯丝
审稿：阿淼
责编：张梦
期刊来源：《自然通讯》
期刊编号：2041-1723
原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181005111431.htm
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