سجل الأن

تسجيل دخول

فقدت كلمة المرور

فقدت كلمة المرور الخاصة بك؟ الرجاء إدخال عنوان البريد الإلكتروني الخاص بك. ستتلقى رابطا وستنشئ كلمة مرور جديدة عبر البريد الإلكتروني.

أضف مقالة جديدة

‎يجب تسجيل الدخول لتستطيع أضافة مقالة .

تسجيل دخول

سجل الأن

مرحبا بكم في Scholarsark.com! سوف تسجيلك تمنح لك الوصول إلى استخدام المزيد من الميزات من هذا المنبر. يمكنك طرح الأسئلة, تقديم مساهمات أو تقديم إجابات, عرض لمحات من المستخدمين الآخرين، وغيرها الكثير. سجل الان!

علماء الفيزياء كشف أسرار السباحة البكتيريا الملوية البوابية: كيف قرحة- والمسببة للسرطان الممرض يبقى المعدة

في حين لم ملهمة مثل القلب أو غامضة مثل الدماغ, المعدة تماما كما هو مثير للإعجاب: كيس عضلي يموج مع حمض قوي جدا وسوف تذوب المعادن ولكن لا هضم الجهاز نفسه. المعدة تحمي نفسها من حامض الخاص بها مع طلاء من المخاط, وهو أسلوب لا يعمل دائما ضد قرحة- and cancer-causing هيليكوباكتر بيلوري, the only bacterium known to colonize that harsh environment. H. بيلوري somehow survives the acid, تسبح من خلال طبقة المخاط, ويصيب خلايا المعدة. ما يقدر ب 50 percent of humans harbor H. بيلوري in their gut, ولكن بعضها فقط تطوير قرحة أو سرطان المعدة. So understanding how H. بيلوري survives here is key to understanding those diseases.

راما بانسيل, a Boston University professor of علوم فيزيائية, and of علم المواد & هندسة, الذي درس مخاط المعدة لأكثر من عقدين من الزمن, كشفت اثنين من العوامل التي تعطي بكتيريا الساق: المواد الكيميائية التي تفرز ومهارتها في السباحة. كلاهما بالغ الأهمية لنجاحها.

Bnsil, whose work is funded by the المؤسسة الوطنية للعلوم, أصبحت غريبة عن مخاط المعدة في أواخر 1980s. "السؤال في ذلك الوقت كان: وتنتج المعدة ما يقرب من نصف جالون من عصير المعدة يوميا, وهو الحمضية ويمكن هضم المسامير ذلك فلماذا لا تهضم المعدة?"وتقول:. يشتبه الباحثون أن طبقة رقيقة من المخاط باي المعدة من هذا الحمض, ولكن لا أحد يعرف بالضبط كيف يعمل. Bnsil, المنطقة التي من البحث هي المواد الهلامية ودبق, بدأت دراسة الميوسين بروتين منقى, الذي يعطي المخاط المعدة قدرتها على هلام. في هذا العمل في وقت مبكر, وجدت هي وزملاؤها أنه تبلور إلا في ظل الظروف الحمضية للغاية, أقل من الرقم الهيدروجيني لل 4.

في وقت لاحق, she turned her attention to H. بيلوري. "لقد قررت أن نحاول في الواقع، ونرى كيف يحصل على هذه البكتيريا عبر, منذ هذه الطبقة هو على الارجح جل مثل أو على الأقل بالتأكيد لزج جدا, مثل معجون الأسنان لينة أو الفازلين,"وتقول:. "كيف شيء السباحة من خلال هذه الوسيلة?"

وكان بعض الباحثين افترضت أن بكتيريا على شكل حلزوني حفر في طريقها من خلال مخاط سميك مثل المفتاح. ولكن في التجارب المختبرية, Bansil وزملاؤها وجدت, بشكل مفاجئ, أن H. بيلوري, الذي يدفع نفسه مع الدورية سياط, لا يمكن السباحة من خلال مادة هلامية في كل. "على الرغم من أنه على قيد الحياة وسياط لها متغايرة, لا تتحرك إلى الأمام. يبقى فقط في مكان,"وتقول:.

H. بيلوريSpiral-shaped H. بيلوري is the only bacteria known to colonize the human stomach. ما يقدر ب 50 percent of humans harbor H. بيلوري in their gut, ولكن فقط بعض تطوير قرحة أو سرطان المعدة. تصوير lucadp / آي ستوك

وليس ذلك في مخاط المعدة. هناك, H. بيلوري secretes an enzyme called urease, الذي ينهار اليوريا في المعدة إلى ثاني أكسيد الكربون والأمونيا, إعطاء رائحة الأمونيا إلى التنفس من المصابين. غاز الأمونيا, قاعدة, يتفاعل مع مخاط المعدة, رفع درجة الحموضة وتسييل عليه. "واجتثاث تبلور هلام, وكان هذا دبق عكسها المفتاح لتأجير هذه البكتيريا الحصول عبر,"يقول Bansil, who published this research in وقائع الاكاديمية الوطنية للعلوم في 2009.

إذا H. بيلوريلم الصورة شكل المفتاح لا تساعدها تنقيب عن طريق مخاط, تساءل Bansil وزملاؤها, فلماذا يكون هذا الشكل? Another spiral-shaped bacterium called العطيفة الصائمية is able to colonize the upper part of the small intestine, لذلك يجب أن يكون الشكل مهم لشيء. “We wanted to find out why H. بيلوري has a helical body,"تقول ميرا كونستانتينو (GRS'17), للحصول على الدكتوراه الذين انضموا مختبر Bansil في 2014. "ما هي الميزة هناك?"

Many assumed that the corkscrew-shaped body increased H. بيلوريالصورة سرعة السباحة بشكل عام, لأن الأشكال بزال تنتج الاتجاه عندما تغزل. التجارب السابقة من قبل مجموعات أخرى تدعم هذا, finding that spiral-shaped هيليكوباكتر swam two to three times faster than rod-shaped E. القولونية. واضاف "لكن هذا ليس مقارنة جيدة, لأنك مقارنة حقا اثنين من الكائنات الحية المختلفة,"يقول Bansil. She collaborated with نينا سلامة, a microbiologist at the Fred Hutchinson Cancer Research Center in Seattle who had bred mutant H. بيلوري, نفس الأصلي ولكن على شكل قضيب.

ثم أنها صورت لهم, مئات في المرة الواحدة, السباحة في الميوسين والثقافة مرق, لمعرفة أي منها سبح أسرع. وبمقارنة الفيديو, وجدوا أن, في المتوسط, وكانت البكتيريا الحلزونية حول 10 إلى 15 في المئة أسرع من الأقارب على شكل قضيب بهم. They published their results in علم الأحياء الدقيقة الجزيئية في 2015.

ولكن هذه النتائج كانت المتوسطات الوحيدة. كونستانتينو أراد أن يتخذ مزيدا من التحليل, خلال تصوير حركة وشكل البكتيريا واحدة, عملية مضنية. من خلال اتخاذ الفيديو بسرعة عالية, 200 لقطة في الثانية, كانت قادرة على تسجيل سرعة, دوران, وشكل الجسم من البكتيريا الفردية. اكتشفت هي وزملاؤها أن كلا النوعين من البكتيريا نسج لأنها سبح, حول 10 إلى 15 أطوال الجسم في ثاني "خطوة جيدة,"ولكن الحلزون سبح أسرع قليلا, يقول Bansil. لفهم لماذا بالضبط, أرسلت Bansil وكونستانتينو البيانات إلى زميل هنري فو, an associate professor in the mechanical engineering department at the جامعة ولاية يوتا, وتلميذه مهدي Jabbarzadeh, who used it to build a theoretical model of H. بيلوري سباحة. ووجد العلماء أن وجود يوتا المزيد من سياط ساهم أكثر للإسراع من شكل الجسم; ساهم شكل حلزوني, في الغالب, 15 في المئة الى التوجه الدافعة والبكتيريا, تؤكد ما العلماء قد وجدت قبل. "ال 15 الفرق في المئة لا تبدو كبيرة جدا, ولكن قد يكون ما يكفي من ميزة أن واحدة حلزونية سيفوز على المدى الطويل قضيب,"يقول Bansil.

نتائج, والأدلة الفيديو, نشرت في نوفمبر 2016 في التقدم العلمي. Bansil and her colleagues are now studying H. بيلوري from a cancer patient, وكذلك المخاط معدة المريض, تبحث عن أدلة في التفاعل معين من البكتيريا مع الميوسين.

قد يكون العمل Bansil ومفيد في ساحة أخرى من العلوم: توصيل المخدرات. "العديد من الأدوية لا يمكن الحصول عبر المخاط. الأدوية فقط صغيرة جدا يمكن أن تحصل من خلال, أو تلك التي يمكن أن تنهار المخاط,"وتقول:. It is not difficult to render H.صylori harmless by genetic manipulations, وإذا كان يمكن تحميل مثل كبسولة, مع, قل, دواء العلاج الكيميائي, يمكن للبكتيريا ثم استخدم قدرته الفطرية أن يحصل عبر المخاط وتحمل العلاج عبر, وتسليمها حيث الحاجة اليها. "هذا قد يكون وسيلة ذكية للغاية لتقديم المخدرات المستهدفة عن طريق الفم,"يقول Bansil.


مصدر: www.bu.edu, بواسطة

عن ماري

‎اضافة تعليق

ببراعة آمنة & المتمحور حول الطالب منصة التعلم 2021