Молекулы, меняющие цвет, можно использовать для отслеживания в реальном времени того, как бактерии образуют защитную биопленку вокруг себя. Этот новый метод, разработанный в сотрудничестве между исследователями из Университета Линчёпинга и Каролинского института в Швеции, может в будущем стать важным как в медицине, так и в пищевой промышленности, где бактериальные биопленки представляют собой проблему.
Биопленки образуются, когда бактерии, растущие на поверхности, образуют трехмерные колонии, в которых они выживают лучше, чем в одиночку.
Что характеризует биопленки, так это то, что бактерии производят особую слизь, которая связывает бактерии друг с другом. Биопленка помогает бактериям противостоять внешним стрессам, таким как антибиотики, поток жидкости в катетере и моющие средства в виде жидкости для мытья посуды и других чистящих средств», - говорит профессор Агнета Рихтер-Дальфорс из Каролинского института, руководившая исследованием. вместе с профессором Питером Нильссоном из Университета Линчёпинга.
Защитная биопленка является проблемой, например, в медицине и пищевой промышленности. До сих пор не существовало конкретного метода обнаружения биопленок.
«Это первый метод, который специально маркирует компоненты биопленки. Это означает, что исследователи, которые хотят изучить механизмы формирования биопленок бактериями, теперь имеют доступ к новому инструменту для понимания процесса», - говорит Агнета Рихтер. Дальфорс.
В настоящем исследовании, опубликованном в Nature Journal Biofilms and Microbiomes, исследователи разработали молекулы, которые испускают своего рода оптические отпечатки пальцев, которые зависят от того, с чем они связываются. Одна часть молекулы способна излучать свет, а другая часть может специфически связываться с молекулой-мишенью. В данном случае это молекула, присутствующая в биопленке. Когда молекула индикатора связывается с молекулой-мишенью, цвет излучаемого света меняется.
«Молекулы, которые мы разработали, уникальны тем, что они могут излучать разные цвета в зависимости от их конформации. Мы называем их «молекулярными хамелеонами», поскольку они меняют цвет в зависимости от окружения», - говорит Питер Нильссон из Linköping. Университет, чья исследовательская группа разработала эти молекулы-индикаторы.
Исследователи продемонстрировали в рамках проекта, как этот метод можно использовать для изучения бактерий сальмонеллы как в клеточных культурах, так и в инфицированных тканях. Исследователи надеются, что в конечном итоге этот метод можно будет использовать в медицине и пищевой промышленности, где биопленки представляют собой проблему. Однако существуют ситуации, в которых способность бактерий образовывать биопленки является положительной, например, когда бактерии используются для производства биогаза, используемого в качестве топлива.
С помощью нового метода можно в режиме реального времени следить за тем, как бактерии образуют биопленку. Теперь, когда у нас есть инструмент, который мы можем использовать, чтобы увидеть, как образуются биопленки, мы также можем использовать его для оценки методы, влияющие на процесс», - говорит Питер Нильссон.
Исследование финансировалось при поддержке Шведского исследовательского совета, Шведского фонда стратегических исследований, Фонда семьи Эрлинг-Перссон и компании Carl Bennet AB. Некоторые исследователи, участвующие в исследовании, являются совладельцами компании, которая может коммерциализировать молекулы для использования в медицине и промышленности.