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不一般!这种细菌细胞竟能反射声波!

来源:未知 时间:2018-03-14 14:11

【每日科技网】

不知道小伙伴们是否看过,在1966年的科幻电影《神奇旅程》中,一艘潜艇被缩小并注入科学家的身体,修复了他脑中的血块。

虽然电影只是幻想,但如今加州理工学院的研究人员正朝着这个方向迈进呢。

研究人员创造了能够反射声波的细菌细胞,这一点和潜艇反射声呐以揭示它们位置一样。这一结果发表在《自然》杂志上。

下面我们就一起来看看这种细菌细胞是怎么创造出来的吧。

依赖光线的细菌治疗有缺陷

此项研究的最终目标是将治疗性细菌注入患者体内。工程菌反射超声波机器发出的声波并产生图像揭示微生物的位置,这类似船舶或者潜艇在另一艘船寻找它时发出声呐一样。获得的照片图像可以让医生知道细菌是否正确地到达身体中的目标位置及它们是否正常工作。

使用细菌作为药物的想法并不新鲜。益生菌已被开发用于治疗肠道疾病,例如肠易激综合征。一些研究表明,细菌可用于靶向治疗破坏癌细胞。但是,观察体内的细菌细胞以及与它们交流——既要收集反映身体状况的信息,也要让细菌知道接下来要做什么——之前的研究还做不到。

依赖于可见光的成像技术,例如用编码荧光蛋白的“报告基因”标记的细胞的照片,因为光线不能穿透细菌细胞所在的肠道等深层组织,因此仅能对从身体移除的组织样品起作用。

如同潜艇反射声呐并揭示其位置一样,细菌细胞也被设计成能反射声波并显示它们在人体内的位置

怎么解决这个问题呢?

加州理工大学化学工程系的助理教授米哈伊尔·夏皮罗(Mikhail Shapiro)想用超声波技术来解决这个问题,因为超声波可以深入人体。他说,大约六年前,当他了解到某些水生菌用体内充满气体的蛋白质结构调节自身浮力时,他就有了一个灵感。

夏皮罗假设这些被称为“气泡”的结构反弹声波的方式与其他类型的细胞不同。事实上,他和他的同事们证明气泡可以用超声波在小鼠的内脏或组织中成像。团队的下一个目标是将用于制造气泡的基因从含水细菌转移到不同类型的细菌(比如大肠杆菌)中。他们成功了!实验证明,工程化植入大肠杆菌的气泡一样可以在小鼠的内脏中超声成像。

研究人员还说,尽管这项技术用于人类的话还需要很长时间,但应该很快就能提供给从事动物研究的科学家使用哦。