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      'Nanobot'病毒標(biāo)記并圍繞食物和水中的細(xì)菌
      
			
      
				2018-11-18 10:58:16
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			  來(lái)源：ScienceNews
			
      
		
      
				
		
      
			
      設(shè)計(jì)成“納米機(jī)器人”的病毒可以從食物或水中找到并分離細(xì)菌。
      

      這些病毒，稱(chēng)為噬菌體或只是噬菌體，自然地鎖定在細(xì)菌上以感染它們(SN：7/12/03，第26頁(yè))。通過(guò)調(diào)整噬菌體的DNA并用磁性納米粒子將它們?nèi)コ?，研究人員創(chuàng)造了一種工具，可以將細(xì)菌包裹起來(lái)并迫使它們自我揭示。研究人員3月20日在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)上報(bào)告說(shuō)，這些修改可以提高在受污染的食物或水中根除細(xì)菌的敏感性和速度。
      

      'Nanobot
      

      “你正在利用進(jìn)化所做的力量......來(lái)結(jié)合細(xì)菌，然后我們只是幫助它一點(diǎn)點(diǎn)，”食品和生物系統(tǒng)工程師Sam Nugen說(shuō)道，他是康奈爾大學(xué)設(shè)計(jì)這些噬菌體的團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人。
      

      用于檢測(cè)細(xì)菌的競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)使用抗體，免疫應(yīng)答的產(chǎn)物。但這些生產(chǎn)成本高，并且在較窄的溫??度和pH范圍內(nèi)效果最佳。Nugen說(shuō)，相比之下，噬菌體“無(wú)處不在”，使它們?cè)诩?xì)菌捕獵方面可能更廣泛地使用。“它們必須在比抗體更廣泛的條件下進(jìn)化。”
      

      噬菌體利用腿狀尾纖維上的蛋白質(zhì)識(shí)別并捕獲細(xì)菌，這些纖維與細(xì)菌細(xì)胞表面的化合物形成強(qiáng)烈的結(jié)合。為了感染細(xì)胞，噬菌體注射其遺傳物質(zhì)。這劫持了細(xì)胞，迫使其機(jī)器產(chǎn)生噬菌體克隆。
      

      Nugen和合作者編程噬菌體以標(biāo)記大腸桿菌。該團(tuán)隊(duì)的工程噬菌體含有額外的DNA，告訴細(xì)菌制造易于檢測(cè)的酶。當(dāng)感染導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞破裂并釋放新的噬菌體時(shí)，涉及酶的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生可測(cè)量的信號(hào)：光，顏色或電流。例如，噬菌體通過(guò)將液體變成紅色或粉紅色而暴露于牛奶和橙汁中的大腸桿菌。
      

      研究人員還用含有磁性鐵和鈷核的納米顆粒裝載噬菌體。一旦噬菌體鎖定在細(xì)菌上，研究人員即使在細(xì)菌破裂并宣布其存在之前，也可以使用磁鐵使細(xì)菌上升。這使得研究人員能夠檢測(cè)低濃度的細(xì)菌：小于10個(gè)大腸桿菌中的水半杯細(xì)胞。常規(guī)方法將細(xì)菌培養(yǎng)成菌落以找到它們，這可能需要長(zhǎng)達(dá)兩天。但是使用噬菌體，Nugen和他的同事們跳過(guò)了這一步，并在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)找到了細(xì)胞。
      

      使用噬菌體進(jìn)行磁分離將“非常適合食品和環(huán)境樣品，因?yàn)樗鼈兺浅ＥK，”邁克爾維德羅德說(shuō)，他是馬薩諸塞州美國(guó)陸軍納提克士兵研究，開(kāi)發(fā)和工程中心的生物工程師，他沒(méi)有參與這個(gè)調(diào)查。他說(shuō)，食物中的鹽，糖和脂肪可以減緩抗體檢測(cè)的反應(yīng)。
      

      此外，噬菌體只感染可以繁殖的細(xì)菌，使測(cè)試人員能夠區(qū)分活細(xì)胞和抗生素，熱或氯殺死的細(xì)胞。Wiederoder說(shuō)，對(duì)于食物來(lái)說(shuō)，“無(wú)論細(xì)菌是活著還是死亡都是你生病與否之間的區(qū)別”。
      

      納米機(jī)器人也可用于血液或其他人體樣本。在那里，噬菌體將提供一種方法來(lái)找到抗生素療程后留下的抗性細(xì)菌。
      

      接下來(lái)的挑戰(zhàn)是：修補(bǔ)噬菌體以調(diào)整它們追蹤的細(xì)菌。在自然界中，噬菌體捕食特定物種。但是在食物中，檢測(cè)幾種常見(jiàn)的罪犯，如大腸桿菌，沙門(mén)氏菌和李斯特菌可能會(huì)有所幫助，或者，對(duì)于僅發(fā)現(xiàn)致病性大腸桿菌并留下其余部分，可能會(huì)有更大的歧視。
      
			

			
        
      
			
      
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