研究人員創(chuàng)建 3D 模型以更好地了解細(xì)菌運(yùn)動(dòng)

螺旋狀細(xì)菌幽門(mén)螺桿菌很常見(jiàn)，也很麻煩。

超過(guò) 13% 的美國(guó)人感染了幽門(mén)螺桿菌，盡管感染率因年齡、種族和社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位而異。這種微生物利用它像開(kāi)瓶器一樣的尾巴在胃粘液等粘性液體中向前推進(jìn)。當(dāng)它到達(dá)胃壁的上皮細(xì)胞時(shí)，它會(huì)導(dǎo)致從潰瘍到癌癥的各種疾病。

在Physical Review Letters發(fā)表的一項(xiàng)新研究中，F(xiàn)AMU-FSU 工程學(xué)院的研究人員創(chuàng)建了這種細(xì)菌的 3D 模型以更好地了解其運(yùn)動(dòng)，希望破解控制生物體運(yùn)動(dòng)的代碼并開(kāi)發(fā)感染的替代療法，例如加強(qiáng)抵抗細(xì)菌的胃粘液屏障。

世界各地的人們都用抗生素治療潰瘍，因?yàn)榭股乜梢詺⑺兰?xì)菌，但這是一把雙刃劍。如果我們了解這些細(xì)菌是如何移動(dòng)的，我們就可以努力提供其他治療方案。”

Hadi Mohammadigoushki，研究合著者，化學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程系副教授

在實(shí)驗(yàn)中，該團(tuán)隊(duì)將細(xì)菌模型置于高粘度聚合物凝膠中，這是所謂的屈服應(yīng)力流體的一個(gè)例子。這些流體在小應(yīng)力下表現(xiàn)得像固體，但在超過(guò)臨界應(yīng)力點(diǎn)時(shí)像液體一樣流動(dòng)。

然后他們使用磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn) 3D 模型，模仿微生物的行為。使用粒子追蹤和成像技術(shù)，研究人員測(cè)量了細(xì)菌的速度，并可視化了它周?chē)鲃?dòng)的流體的分布和密度。

研究人員確定了細(xì)菌必須克服的兩個(gè)關(guān)鍵閾值：旋轉(zhuǎn)游泳模型所需的扭矩和推動(dòng)模型前進(jìn)所需的力。

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