组创建平面细菌表面用于抗菌研究

如果你想知道一种化合物是否具有抗菌作用，你可以将它扔进培养皿中，看看那里培养的细菌是否会死亡。但是如果你想知道这种化合物究竟是如何破坏细菌壁的，你需要能够检查细菌细胞的表面。探测这些细节的工具通常需要平坦的表面，但细菌是椭圆形的。

这是一群化学和生物分子工程师所面临的困境，由康奈尔副教授Susan Daniel和同事Matt DeLisa，William L. Lewis工程学教授领导。他们的团队设计了一种方法来采集细菌外膜囊泡[OMVs] - 从纳米尺寸颗粒膜上的薄弱点脱落 - 形成细菌外表面的平面表示。

丹尼尔说，最近的博士研究生Chih-Yun Hsia已经实现了这一目标，并在9月7日出版的“ 自然科学报告 ”中发表了一篇论文“分子完全平面细菌外膜平台” 。其他贡献者包括博士后林晓琛和研究生Rohit Singh。

细菌的外膜是一种保护屏障，含有对细菌功能很重要的蛋白质和脂糖。随着细菌的进化和耐药性的提高，了解外膜的作用至关重要。Daniel说，OMV是一个很好的研究平台，因为它们是细胞膜的分子完整代表。

他们的最新工作是致力于了解细菌外膜及其成分在新药设计开发中的功能作用。然而，为了更好地理解OMV，他们需要能够在显微镜下放置一个来研究表面。

对于这项工作，该小组选择了大肠杆菌，因为它是最了解的细菌之一。为了使OMV变平并研究外表面，Hsia使用了该组先前报道的处理哺乳动物细胞的方法：将OMV沉积在载玻片上后，添加脂质材料，这导致OMV破裂成平板。

当脂质沉积物的边缘与球形OMV接触时，这些边缘诱导OMV变平，像降落伞一样朝向外膜状支撑双层(OM-SB)。“这种过程是以这种方式发生的，这是偶然的，因为它意味着扁平OMV中蛋白质的方向与它仍然是原始细菌的一部分相同，”丹尼尔说。“现在你有一个扁平的细菌表面，含有所有成分，并且定向正确，这样你就可以监测药物的相互作用和对那个表面的破坏。”

Hsia说这是第一次有人能够创造出细菌的分子完全平面表示。“我们的方法实际上包含了大肠杆菌的所有成分，包括蛋白质，”Hsia说。“我们所有的竞争技术仅限于它的脂质成分，这严重限制了你的目标。”

通过对大肠杆菌的深入了解，研究人员可以修改这些OM-SB，但是他们想要回答非常具体的问题。“如果你只想在大肠杆菌膜中表达一种蛋白质，”陈说，“你可以将它们放入这些OMV并将它们溅到表面上，现在你在脂质环境中有一种膜蛋白，在一个平台上然后你可以用于生物显微镜和许多其他事情。“

该组织表示，将这种方法与微流体相结合，将有助于改善对未来抗生素设计有益的化合物的筛选。