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  • 摘要:

    根据5000多万年前可比较的温暖时期的新模拟,未来可能会增加行星在不断增加的热量捕集二氧化碳气体中变暖的速度。

    密歇根大学和亚利桑那大学的研究人员利用最先进的气候模型成功地模拟了 - 始新世早期的极端变暖 - 这被认为是地球未来的模拟气候。

    他们发现,随着二氧化碳水平的上升,变暖的速度急剧增加,这一发现对地球未来的气候产生了深远的影响,研究人员在9月18日发表在“科学进展”杂志上的一篇论文中报告说。

    说明这一结果的另一种方式是,随着地球变暖,早始新世的气候对额外的二氧化碳变得越来越敏感。

    “我们感到惊讶的是,气候敏感性的增加与二氧化碳水平的增加一样多,”U-M地球与环境科学系的博士后研究员江朱说。

    “这是一个可怕的发现,因为它表明未来对二氧化碳增加的温度响应可能大于现在对二氧化碳增加的响应。这对我们来说不是好消息。”

    研究人员确定,他们观察到的气候敏感性大幅增加 - 这在先前使用类似量的二氧化碳模拟早始新世的尝试中未见 - 可能是由于气候模型中云过程的表现得到了改善使用社区地球系统模型版本1.2或CESM1.2。

    预计全球变暖将改变地球大气层中云的分布和类型,云可以对气候产生变暖和降温效应。在他们对早始新世的模拟中,朱和他的同事们发现云层覆盖率和不透明度的降低增加了二氧化碳引起的变暖。

    据研究人员称,目前在始新世模拟中负责提高气候敏感性的相同云过程非常活跃。

    “我们的研究结果突出了小规模云过程在确定大规模气候变化中的作用,并暗示了未来变暖对气候敏感性的潜在增加,”U-M古气候研究员Christopher Poulsen说,他是科学进展论文的共同作者。

    “我们推断始新世的灵敏度确实非常高,尽管气候敏感度在我们有生之年不太可能达到始新世水平,”该论文的第三作者,亚利桑那大学的杰西卡·蒂尔尼说。

    早始新世(大约4800万至5600万年前)是过去6600万年中最温暖的时期。它始于古新世 - 始新世最高温度,它被称为PETM,是几次短暂,强烈热烈事件中最严重的事件。

    早始新世是大气二氧化碳浓度升高的时期,平均温度至少比现在温度高14摄氏度(25华氏度)。此外,赤道和极点之间的温度差异要小得多。

    地质证据表明,始新世早期的大气二氧化碳含量达到百万分之1,000,是目前412 ppm的两倍多。气候科学家表示,如果不采取任何措施限制燃烧化石燃料产生的碳排放,到2100年,二氧化碳浓度可能会再次达到1000 ppm。

    到目前为止,气候模型一直无法模拟早始新世的极端表面温度 - 包括PETM的突然和剧烈的温度峰值 - 仅仅依赖于大气中的二氧化碳水平。 U-M地球与环境科学系教授兼自然科学副院长Poulsen说,需要对这些模型进行无根据的改变才能使这些数字发挥作用。

    “几十年来,这些模型低估了这些温度,社区长期以来认为问题出在地质数据上,或者说有一种尚未被认识到的变暖机制,”他说。

    但是CESM1.2模型能够模拟地质记录中的温暖条件和低赤道到极点温度梯度。

    “第一次,气候模型与开箱即用的地质证据相匹配 - 也就是说,没有对模型进行有意的调整。这是我们对过去温暖气候的理解的突破,”蒂尔尼说。

    CESM1.2是2014年最终确定的政府间气候变化专门委员会权威性第五次评估报告中使用的气候模型之一。该模型能够令人满意地模拟早始新世变暖,为CESM1.2对未来变暖的预测提供了强有力的支持,通过称为平衡气候敏感性的关键气候参数来表达。

    平衡气候敏感度一词指的是全球温度的长期变化,这种变化可能是持续倍增 - 持续数百至数千年 - 二氧化碳水平高于工业化前基线的285 ppm。气候科学家的共识是ECS可能介于1.5 C和4.5 C之间(2.7 F-8.1 F)。

    CESM1.2中的平衡气候敏感性接近该共识范围的上限,为4.2 C(7.7 F)。 U-M领导的研究早始新世模拟表现出随着变暖而增加的平衡气候敏感性,表明始新世的敏感性超过6.6 C(11.9 F),远高于现在的值。

    ——文章发布于2019年9月18日

    来源机构: 纳米医学 | 点击量:174
  • 摘要:

    “最近有人推动使用不含铂的催化体系,但问题是到目前为止还没有一种系统可以同时匹配催化活性和铂的耐久性,”Alamgir说。

    乔治亚理工学院的研究人员试图采用不同该研究于9月18日发表在“高级功能材料”期刊上并得到国家科学基金会的支持,他们描述了使用由石墨烯层支撑的原子级薄膜铂的几个系统 - 有效地最大化了整个表面铂的面积可用于催化反应并使用少量的贵金属。

    大多数铂基催化体系使用化学键合到载体表面的金属纳米粒子,其中粒子的表面原子完成大部分催化作用,表面下原子的催化潜力从未像表面原子一样充分利用。 ,如果有的话。

    此外,研究人员表明,至少两个原子厚度的新铂膜在解离能中胜过纳米粒子铂,这是去除表面铂原子的能量成本的量度。该测量结果表明,这些薄膜可以制造出更具持久性的催化体系。

    为了制备原子级薄膜,研究人员使用了一种称为电化学原子层沉积的工艺,在石墨烯层上生长铂单层,从而形成具有一个,两个或三个原子层原子的样品。然后,研究人员测试了样品的解离能,并将结果与??石墨烯上单个铂原子的能量以及催化剂中常用的铂纳米粒子的能量进行了比较。

    “这项工作的核心问题在于,金属和共价键合的结合是否有可能使铂 - 石墨烯组合中的铂原子比通常用于催化剂中的大块铂的对应物更稳定。金属粘合,“Seung Soon Jang说,他是材料科学与工程学院的副教授。

    研究人员发现,薄膜中相邻铂原子之间的结合基本上将力与薄膜和石墨烯层之间的结合在一起,从而在整个系统中提供增强作用。在两个原子厚的铂膜中尤其如此。

    “通常低于一定厚度的金属薄膜不稳定,因为它们之间的粘合不是方向性的,它们倾向于相互滚动并聚集形成颗粒,”Alamgir说。 “但石墨烯不是这样,它以二维形式稳定,甚至一个原子厚,因为它在相邻原子之间具有非常强的共价键。因此,这种新的催化体系可以利用石墨烯的定向键合支持原子级薄的铂金薄膜。“

    未来的研究将涉及进一步测试薄膜在催化环境中的表现。研究人员在早期对石墨烯 - 铂薄膜的研究中发现,该材料在催化反应中表现相似,无论哪一侧 - 石墨烯或铂 - 是暴露的活性表面。

    “在这种配置中,石墨烯并不是与铂金分开的实体,”Alamgir说。 “他们一起合作。所以我们相信,如果你暴露石墨烯一面,你会得到相同的催化活性,你可以进一步保护铂金,可能进一步提高耐久性。”

    ——文章发布于2019年9月18日

    来源机构: 纳米医学 | 点击量:172
  • 摘要:

    一组科学家开发了一种计算模型,利用人工智能寻找水电站坝址,以帮助减少温室气体排放。

    水电大坝可以提供大量能源,碳足迹低至太阳能和风能等。但由于它们的形成方式,一些水坝会释放出危险的高温室气体,威胁到可持续发展的目标。

    目前为亚马逊河流域提供了数百座水电大坝 - 一个覆盖南美洲三分之一以上的生态敏感区域 - 提前预测其温室气体排放对该地区和地球至关重要。

    康奈尔大学领导的生态学家,计算机科学家和来自南美组织的研究人员发现,实现低碳水电需要考虑整个亚马逊河流域的规划 - 并且有利于高海拔地区的水坝。

    “如果你一次一个地开发这些水坝而没有进行战略规划 - 这就是它们通常的开发方式 - 你最终获得最佳解决方案的可能性很小,”博士后研究员拉斐尔·阿尔梅达说。与阿特金森可持续发展中心合作,共同领导“减少亚马逊水电的温室气体排放与战略大坝规划”,于9月19日在Nature Communications上发表。

    利用该模型,研究人员可以确定水坝的组合,这些水坝将为给定的能量输出目标产生最低量的温室气体。

    当地区被洪水淹没建造水坝时,分解植物物质会产生甲烷,这是一种比二氧化碳更具破坏性的温室气体。根据地点和其他因素,大坝建设的碳排放量可以从最低到最高变化两个数量级以上。

    分析发现,在高海拔地区建造的水坝倾向于降低单位电力输出的温室气体排放量,而不是低地的水坝 - 部分原因是较少的土地需要在陡峭的环境中淹没。

    目前约有150座水电大坝和另外350座为亚马逊流域提供建设,其中包括巴西,厄瓜多尔,秘鲁和玻利维亚的部分地区。这项研究是使用计算工具分析大坝影响的更大努力的一部分,以帮助南美政府和组织做出明智的决策,平衡利弊。

    ——文章发布于2019年9月19日

    来源机构: 纳米医学 | 点击量:175
  • 摘要:

    就像蒸汽机为工业革命奠定了基础,微晶体管引发了数字时代一样,由DNA制成的纳米级设备正在开启生物医学研究和材料科学的新纪元。

    “科学”杂志在埃默里大学化学教授Khalid Salaita和Wallace H. Coulter生物医学工程系研究生Aaron Blanchard的“透视”文章中描述了DNA机械装置的新兴用途。乔治亚理工学院和埃默里分校。

    这篇文章预示着一个新的领域,布兰查德称之为“DNA机械技术”,以设计生成,传递和感知纳米级机械力的DNA机器。

    Salaita说:“很长一段时间以来,科学家一直擅长制造比人的头发还要小数百倍的微型设备。制造功能性的纳米设备要比其小数千倍,这更具挑战性。但是,使用DNA作为组成部分,可以构建极其复杂的纳米器件,因为DNA部件是自组装的。“

    DNA或脱氧核糖核酸以编码和存储遗传信息的形式由四个化学碱基组成:腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G),胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。 DNA碱基具有天然的亲和力,可以相互配对 - A与T和C与G配合.DNA的合成链可以与来自噬菌体的天然DNA链结合。通过移动链上的字母序列,研究人员可以通过创建不同形状的方式将DNA链结合在一起。 DNA链的刚度也可以很容易地调整,因此它们可以像一块干意大利面条一样保持笔直,或像弯曲的意大利面一样弯曲和卷曲。

    使用DNA作为建筑材料的想法可以追溯到20世纪80年代,当时生物化学家Nadrian Seeman开创了DNA纳米技术。该领域使用链DNA制造纳米级的功能性设备。制作这些精确的三维结构的能力始于一种新奇的绰号DNA折纸,产生了诸如世界的微观地图之类的物体,以及最近有史以来最小的井字游戏。 DNA板。

    对新奇物体的研究继续为DNA的机械性质提供新的见解。这些见解推动了制造能够产生,传递和感应机械力的DNA机器的能力。

    “如果你将机械设备的这三个主要组件放在一起,你就会开始获得锤子,齿轮和轮子,你可以开始制造纳米机器,”Salaita说。 “DNA机械技术扩大了涉及生物医学和材料科学的研究机会。它就像发现一个新的大陆并开辟新的领域来探索。”

    这种装置的潜在用途包括纳米胶囊形式的药物递送装置,当它们到达目标位置时打开,纳米计算机和纳米机器人在纳米级装配线上工作。

    基因组学工业用于生物医学研究和诊断的DNA自组装的使用进一步推动了DNA机械技术的发展,使得DNA合成成本低廉且易于获得。 “可能任何人都可以梦想纳米机器的设计并使其成为现实,”Salaita说。

    他以创建一把纳米剪刀为例。他说:“您知道您需要两个刚性杆,并且它们需要通过枢轴机构链接。” “通过修补一些开源软件,您可以创建此设计,然后转到计算机上并下达订单以自定义合成您的设计。您将在试管中收到订单。您只需将试管中的内容放入解决方案中,让您的设备自组装,然后使用显微镜观察它是否按照您认为的方式工作。”

    Salaita的实验室是全球仅有的100个从事DNA机械技术前沿研究的实验室之一。他和布兰查德(Blanchard)开发了世界上最强大的基于DNA的合成马达,最近在《纳米快报》上对此进行了报道。

    Salaita研究的重点是绘制和测量细胞的推拉方式,以了解有关人体免疫系统的机械力的更多信息。

    Salaita开发了首批用于细胞的DNA测力计,提供了一个分子在活细胞整个表面上施加到另一个分子的机械力的第一张详细视图。绘制此类力图可能有助于诊断和治疗与细胞力学有关的疾病。例如,癌细胞与正常细胞的移动方式不同,目前尚不清楚这种差异是疾病的原因还是结果。

    2016年,Salaita使用这些DNA测力计为T细胞(免疫系统的安全卫士)的机械力提供了第一个直接证据。他的实验室展示了T细胞如何使用一种机械的“握手”或拖船来测试它们遇到的细胞是敌还是友。这些机械拖船对于T细胞是否发起免疫反应至关重要。

    Salaita解释说:“您的血液包含数百万种不同类型的T细胞,并且每个T细胞都经过进化以检测某种病原体或外来物质。” “ T细胞使用这些机械拖船不断采样整个身体的细胞。它们结合并拉动细胞表面的蛋白质,如果结合牢固,则表明T细胞已发现异物。”

    Salaita的实验室基于最近在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表的论文中的这一发现。 Emory化学研究生马荣(Rong Ma)领导的工作完善了DNA测力计的灵敏度。他们不仅能够以轻微的力量检测到这些机械拖船,而且几乎是回形针重量的十亿分之一,它们还可以捕捉到眨眼间短暂拖曳的证据。

    该研究对免疫系统所涉及的机械力提供了前所未有的见解。萨拉塔说:“我们发现,除了进化以检测某些外来物质外,T细胞还将对外国特工施加非常短暂的机械拖船。”拖船的频率和持续时间取决于外源物质与T细胞受体的匹配程度。

    该结果提供了一种预测T细胞免疫应答强度的工具。 Salaita说:“我们希望该工具最终可以用于微调个别癌症患者的免疫疗法。” “它可能潜在地帮助改造T细胞来治疗特定的癌细胞。”

    ——文章发布于2019年9月18日

    来源机构: 纳米医学 | 点击量:170
  • 摘要:

    II-VI化合物及其固溶体是各种薄膜器件(如薄膜晶体管,光电器件和太阳能电池)的有前景的来源。先前报道了在制备CdS / ZnTe异质结薄膜期间通过CdS和ZnTe的相互扩散形成(CdS)1-x(ZnTe)x层。该层被认为是重要的,因为它减轻了CdS / ZnTe界面处的应变,否则由于两种材料之间过多的10%晶格失配而存在。因此,必须充分了解(CdS)1-x(ZnTe)x合金薄膜的物理性质。在这项工作中,使用高纯度的CdS和ZnTe化合物的混合粉末,在玻璃基板上通过真空热蒸发制备整个组成范围(0≤x≤1.0)的(CdS)1-x(ZnTe)x薄膜。前体。 XRD显示,当x≤0.2时,膜呈现六方结构,具有(002)面的优选取向。然而,当x≥0.8时,它们属于具有(111)面的优选取向的立方结构。对于0.4≤x≤0.6的组合物,六方和立方相在体系中共存,并且膜变得不那么优先取向。 SEM和EDS用于研究样品的表面形态和元素组成。通过AFM图像观察在88-361nm范围内沉积的膜的微晶尺寸。在400-1,000cm-1范围内的FTIR透射光谱揭示了Cd-S和Zn-Te振动模式的特征。用UV-Vis分光光度计在400-1,000nm的波长范围内进行膜的光学性质。直接能隙随组分(x)的变化与二次形式非常一致,给出1.23eV的向上弯曲参数(b)。通过van der Pauw配置中的电阻率和霍尔效应测量来评估膜的电学性质。通过瞬态光电导率测量,衰减电流数据更好地拟合了多个指数函数,导致几个缓慢的衰减时间。还从衰减电流数据评估对应于其衰减时间的陷阱状态的密度。

    来源机构: 物理学学会会议 | 点击量:275
  • 摘要:

    使用一对酸和碱,即HCL作为溶剂NH 4 OH并作为其沉淀,通过在温度和加热空间上使用共沉淀法的化学处理来鉴定由天然铁砂合成的磁铁矿纳米颗粒。通过XRD,XRF识别测试和permagraph表征晶体结构,元素百分比,磁性材料的粒度和性质。从分析中获得的结果可以看出,Fe3O4的纯度百分比值来自天然砂,其在提取前为81.42%,一次提取物为86.73%,其纯度增加。从铁素体磁体的性质分析到砂铁中的Fe3O4的回收结果,产生的饱和磁化强度(Ms)值为0.29T,或剩余磁化强度(Br)为0081T,矫顽力(Hc)为1.82kA。 / m预期的数据分析结果可以解释材料的结构和磁性能与天然砂Fe3O4 Aldrich的比较特征,因此它可以是本地SDA的附加相关信息增值(附加值)。

    来源机构: 物理学学会会议 | 点击量:289
  • 摘要:

    背景:头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)是世界上第六大常见的恶性肿瘤。近年来的研究表明,癌症干细胞(CSCs)存在于许多肿瘤组织中,包括HNSCC,而CSC是肿瘤复发和转移的根本原因。因此,采取新的治疗措施来针对对化学疗法和放射疗法具有抗性的CSC的杀灭是癌症治疗成功的关键。

    方法:我们研究了制备抗CD44抗体修饰的超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPIONPs)的方法。通过CCK-8测定评估生物相容性。通过来自Cal-27(人口腔鳞状细胞癌)细胞的3D细胞培养技术获得CSC,然后通过定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)鉴定CSC。通过普鲁士蓝染色证实CD44-SPIONP对CSC的靶向效率,并通过激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)显现。流式细胞术用于检测交变磁场(AMF)处理后CSCs的凋亡。用裸鼠中的肿瘤异种移植物评估CD44-SPIONP介导的磁热疗法抑制肿瘤生长的功效。

    结果:CD44-SPIONPs对CSCs无负面影响,表明生物相容性良好。在SPIONP与干细胞共培养后,用FITC标记的大多数CD44-SPIONP穿透细胞膜进入细胞质。在AMF处理后,CD44-SPIONP诱导CSC经历程序性死亡。治疗组的抑制率为33.43%,肿瘤组织中的坏死区主要分布在磁性液体周围。

    结论:这些结果表明,使用靶向磁性纳米颗粒和AMF可以杀死CSCs,并且磁流体热疗显着抑制小鼠中移植的Cal-27肿瘤的生长。

    ——文章发布于2019年9月16日

    来源机构: 国际纳米医学期刊 | 点击量:221
  • 摘要:

    硅中的集成电路实现了我们的数字时代。随着光子学的引入,电子电路的能力得到了进一步扩展:用于产生,引导和检测光的组件。电子和光子学一起支持整个系统,用于数据通信和处理,所有这些都在芯片上。然而,有些事情甚至电信号和光信号都不能简单地因为它们移动得太快而无法做到。

    Bar-Ilan大学工程学院和纳米技术与先进材料研究所的Avi Zadok教授表示,有时候慢慢移动实际上更好。 “重要的信号处理任务,例如精确选择频道,要求数据在数十纳秒的时间尺度上延迟。鉴于光速快,光波在这些时间范围内传播超过数米。人们无法容纳硅芯片中的这种路径长度。这是不现实的。在这场比赛中,快速并不一定会赢。“

    事实上,问题是一个相当古老的问题。六十年来,模拟电子电路在信号处理方面面临着类似的挑战。以声学的形式发现了一种极好的解决方案:感兴趣的信号从电域转换为声波的形式。当然,声速比光速慢10万倍。声波获得了数十微米而不是米的必要延迟。这种路径长度很容易容纳在芯片上。传播后,延迟信号可以转换回电子设备。

    在今天(2019年9月16日)发表在Nature Communications杂志上的一项新着作中,Zadok及其同事将这一原理延伸到硅光子电路。

    “将声波引入硅芯片存在一些困难,”Bar-Ilan大学的博士生Dvir Munk参与了这项研究。 “用于硅光子学的标准层结构称为绝缘体上的硅。虽然这种结构非常有效地引导光,但它不能限制和引导声波。相反,声波只会泄漏。”由于这种困难,以前在硅中组合光和声波的工作不涉及标准层结构。或者,需要混合集成其他非标准材料。

    “通过使用在硅芯片上表面传播的声波,可以克服第一个挑战,”Munk继续说道。 “这些表面声波不会快速泄漏。但是,这里还有另一个问题:声波的产生通常依赖于压电晶体。这些晶体在施加电压时会膨胀。不幸的是,这种物理效应确实存在。在硅片中不存在,我们更倾向于避免在器件中引入额外的材料。“

    作为替代方案,学生Munk,Moshe Katzman及其同事依靠金属光照。 “入射光带有感兴趣的信号,”Katzman解释道。 “它照射在芯片上的金属图案。金属膨胀和收缩,并使下面的硅表面变形。通过适当的设计,初始应变可以驱动表面声波。反过来,声波穿过标准光波导。这些波导中的光受到表面波的影响。通过这种方式,感兴趣的信号通过声学从一个光波转换到另一个光波。同时,在很短的距离内积累了显着的延迟。

    该概念将标准硅中的光和声音结合在一起,没有悬浮膜或使用压电晶体。达到了高达8 GHz的声学频率,但该概念可扩展至100 GHz。工作原理适用于任何基板,不仅适用于硅。还给出了应用:该概念用于输入射频信号的窄带滤波器。高选择性滤波器利用40纳秒的长延迟。 “我们不是使用5米波导,而是在150微米范围内实现这种延迟,”Munk说。

    Zadok教授总结道:“声学是硅芯片的一个缺失维度,因为声学可以完成特定的任务,这些任务很难单独用于电子和光学。我们第一次将这个尺寸添加到标准硅光子平台。通过选择性处理声波,光提供的通信和带宽。“

    这种设备的一个潜在应用是未来的蜂窝网络,广泛称为5G。仅数字电子设备可能不足以支持这种网络中的信号处理要求。光和声音设备可能会成功。

    ——文章发布于2019年9月16日

    来源机构: 纳米医学 | 点击量:199
  • 摘要:

    到目前为止,实现强度和可扩展性是材料工程中的一个巨大挑战:增加强度意味着失去可扩展性,反之亦然。现在,阿尔托大学和芬兰VTT技术研究中心的研究人员成功地克服了这一挑战,受到大自然的启发。

    研究人员通过将木质纤维素纤维与蜘蛛网线中的丝蛋白粘合在一起,创造了一种真正的新型生物基材料。结果是非常坚固和有弹性的材料,可以在未来用作塑料的替代品,作为生物基复合材料和医疗应用,外科纤维,纺织工业和包装的一部分。

    根据阿尔托大学教授Markus Linder的说法,大自然为开发新材料提供了很好的成分,例如坚固且容易获得的纤维素以及本研究中使用的坚韧柔韧的丝绸。这两种材料的优点在于,与塑料不同,它们是可生物降解的,并且不像微塑料那样损害自然。

    “我们的研究人员只需要能够重现这些自然属性,”同时领导该研究的Linder补充道。

    “我们使用白桦树浆,将其分解成纤维素纳米纤维,并将它们对准一个坚硬的支架。同时,我们用柔软的能量消散蜘蛛丝粘合剂基质渗透到纤维素网络中,”来自VTT的研究科学家Pezhman Mohammadi说道。 。

    丝绸是一种天然蛋白质,由蚕等动物排泄,也可在蜘蛛网线中发现。然而,阿尔托大学研究人员使用的蜘蛛网丝实际上并不是从蜘蛛网中提取的,而是由研究人员利用合成DNA的细菌产生的。

    “因为我们知道DNA的结构,我们可以复制它并用它来制造与蜘蛛网线中化学相似的丝蛋白分子.DNA中包含所有这些信息,”Linder解释说。

    “我们的工作说明了蛋白质工程的新的和多样化的可能性。未来,我们可以制造具有略微不同的构件的类似复合材料,并为其他应用实现不同的特性。目前我们正致力于制造新的复合材料作为植入物,影响抗性物品和其他产品,“佩兹曼说。

    该研究项目是生物合成杂化材料分子工程卓越中心(Hyber)工作的一部分。

    ——文章发布于2019年9月16日

    来源机构: 纳米医学 | 点击量:217
  • 摘要:

    对或错?生活在同一空间的细菌,如口腔,已经进化出如此慷慨的合作,以至于外部细菌无法实现。长期以来一直如此,但在一项新的大规模微生物相互作用研究中,响亮的回答是“错误的”。

    由乔治亚理工学院领导的研究发现,与细菌和除口腔以外的任何地方生活的其他微生物配对时,导致急性牙周炎的常见口腔细菌整体表现更好,包括一些常见于结肠或污垢中的微生物。相比之下,来自口腔微生物组的细菌通常与牙龈粘附放线菌(Adregatibacter actinomycetemcomitans)或简称Aa更加吝啬地共享食物和辅助。

    像许多已知感染的细菌一样,它们可能会引起 - 如Strep - Aa经常在口中生活,并且某些情况会使它们变成感染者。美国国立卫生研究院的研究人员和他们的赞助商希望更多地了解Aa如何与其他微生物相互作用,以获得可能最终有助于对抗急性牙周炎和其他疾病的见解。

    乔治亚理工学院生物科学学院教授,??该研究的首席研究员马文·怀特利说:“牙周炎是寰椎后人类最常见的感染。” “这些虫子每天都会进入你的血液中,并且在口腔卫生差和心脏病流行之间存在着长期的关联。”

    不自然的配对

    这一发现令人惊讶,因为微生物组中的细菌确实已经进化出错综复杂的相互作用,这使得这些相互作用显得非常慷慨。一些口腔微生物甚至有特殊的停靠点可以与他们的伴侣结合,而之前的许多研究都紧紧围绕着他们的合作。这项新研究范围广泛。

    “我们提出了一个更大的问题:微生物如何与它们共同进化的细菌相互作用,而不是它们与它们几乎从未见过的微生物的相互作用。我们认为它们不会与其他细菌很好地相互作用,但它是相反的。 ,“怀特利说。

    该研究的规模庞大。 研究人员使用紧急基因标记技术操纵和跟踪Aa的大约2,100个基因,同时将Aa与25个其他微生物配对 - 大约一半来自口腔,一半来自其他身体区域或环境。

    他们没有检查口腔微生物组整体,因为多微生物协同作用会使相互作用变得无法估量。 相反,研究人员一次将Aa与另一个虫子配对 - Aa加上口腔细菌X,Aa加上结肠细菌Y,Aa加上污垢真菌Z,依此类推。

    “我们希望具体了解哪些基因Aa需要在每次合作中生存,哪些基因可以不用,因为它得到了合作伙伴的帮助,”怀特利实验室的博士后研究员,该研究的第一作者吉娜·勒温说。 他们将结果发表在“美国国家科学院院刊”上。

    ——文章发布于2019年9月9日

    来源机构: 纳米医学 | 点击量:552