3b-international.com
Wissenschaftler erstellen Computerchips, die Bakterien "zuhören" können
Ein Team von New Yorker Forschern an der Columbia University und Columbia Engineering hat computergestützte Schaltungen zur Untersuchung von Bakterien verwendet.
Die integrierte Schaltungstechnologie ist die Grundlage für Computer und moderne Mobiltelefone, aber das Columbia-Team hat eine neue Art von Chip entwickelt, der die "Complementary Metal-Oxide-Semiconductor" (CMOS) -Technologie verwendet. Diese Technologie, so behaupten sie, erlaubt es den Chips, Bakterien zuzuhören.
Die Absicht der Forscher ist es zu verstehen, wie sich "Biofilme" bilden. Biofilme sind komplexe Gemeinschaften mikrobieller Zellen, die auf lebenden oder inerten Oberflächen zusammenwachsen. Experten schätzen, dass 60-80% der mikrobiellen Infektionen beim Menschen durch Biofilm-Bakterien verursacht werden.
"Die Störung der Biofilmbildung hat wichtige Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit, um die Infektionsraten zu reduzieren", sagt Studienleiter Ken Shepard, Professor für Elektrotechnik und Biomedizintechnik bei Columbia Engineering. "Dies ist eine aufregende neue Anwendung für die CMOS-Technologie, die neue Einblicke in die Entstehung von Biofilmen geben wird."
Wie verbessert die Technologie bestehende Techniken zur Untersuchung von Bakterien?
Der Chip ist eine solide Stütze für die Bakterienkolonie, reagiert aber auch direkt auf molekulare Veränderungen der darauf wachsenden Bakterien.
Mikroskopietechniken werden normalerweise verwendet, um biologische Systeme zu untersuchen.
Photonen (Teilchen von elektromagnetischer Energie) können verwendet werden, um "relativ nicht-invasive" Wechselwirkungen mit dem zu untersuchenden biologischen System durchzuführen, aber diese Techniken können primäre Stoffwechsel- oder Signalfaktoren, die wichtige Komponenten der Physiologie sind, nicht nachweisen.
Der integrierte Chip, den das Team entwickelte, wird von Shepard als "aktiver Glasobjektträger" bezeichnet - er ist eine solide Unterstützung für die Bakterienkolonie, reagiert aber auch direkt auf molekulare Veränderungen der darauf wachsenden Bakterien.
"Das ist ein großer Schritt vorwärts", sagt Lars Dietrich, Assistenzprofessor für biologische Wissenschaften an der Columbia University. "Wir beschreiben die Verwendung dieses Chips, um Gespräche zu hören, die in Biofilmen stattfinden, aber wir schlagen auch vor, diese Gespräche zu unterbrechen und dadurch den Biofilm zu zerstören."
"Zusätzlich zu den rein wissenschaftlichen Implikationen dieser Studien könnte eine mögliche Anwendung darin bestehen, solche Chips in medizinische Vorrichtungen zu integrieren, die übliche Orte der Biofilmbildung sind, wie beispielsweise Katheter, und dann die Chips verwenden, um die Bakterienbesiedlung zu begrenzen."
Der Teil der bakteriellen "Konversation", zu dem das Team gerade gehört, betrifft eine Art von Molekül - genannt Phenazine -, die von den Zellen der Bakterien sezerniert werden, wenn physiologische Aktivität auftritt.
Es wird angenommen, dass diese Phenazine zum Wachstum von Bakterienkolonien beitragen, so dass ein modifizierter Chip durch das Hören auf diese Moleküle auch in der Lage sein kann, die Ausbreitung der Kolonie zu stören.
"Dies stellt eine neue und aufregende Art und Weise dar, in der Festkörperelektronik zum Studium biologischer Systeme verwendet werden kann", fügt Shepard hinzu. "Dies ist einer der vielen neuen Wege, auf denen die integrierte Schaltkreistechnologie in der Biotechnologie und den Biowissenschaften Wirkung zeigt."
Andere Studien zu den medizinischen Implikationen von Biofilmen haben in den letzten Jahren die Resistenz von Salmonellen-Biofilmen gegenüber starken Desinfektionsmitteln untersucht, und wie die Forschung an "hyperswarming" -Bakterien Anti-Biofilm-Behandlungen erzeugen könnte.
Asthma während der Schwangerschaft - gibt es nachfolgende Risiken für Baby?
Nach einer neueren Untersuchung sind inhalative Glucocorticoide zur Behandlung von Frauen mit Asthma während der Schwangerschaft nicht mit einem erhöhten Risiko für die meisten Erkrankungen bei Kindern verbunden. Die Behandlung könnte jedoch ein Risikofaktor für metabolische und endokrine Störungen sein. Die Studie wird online vor der Veröffentlichung im amerikanischen Journal of Respiratory and Critical Care Medicine der American Thoracic Society veröffentlicht.
Fettverbrennung Trigger Refokes Adipositas-Forschung
US-Wissenschaftler haben einen biochemischen Auslöser entdeckt, der braune Fettzellen anschaltet, so dass der Körper Kalorien verbrennt, anstatt sie zu speichern. Sie deuten darauf hin, dass das Ergebnis einen neuen Fokus auf die pharmazeutische Forschung zur Bekämpfung von Fettleibigkeit bringt. Yuriy Kirichok, außerordentlicher Professor für Physiologie an der Universität von Kalifornien, San Francisco (UCSF), und Kollegen, schreiben über ihre Ergebnisse in einer Veröffentlichung, die in der Online-Ausgabe von Cell 12. Oktober veröffentlicht wurde.
