調(diào)查細(xì)胞壓力以獲得更好的健康和更好的啤酒

人類不是唯一遭受壓力的人 - 甚至微生物也會(huì)變得緊張?，F(xiàn)在，來自瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的研究人員已經(jīng)設(shè)計(jì)出一種新的方法來研究單個(gè)生物細(xì)胞如何應(yīng)對(duì)壓力情況。了解這些反應(yīng)可能會(huì)導(dǎo)致更有效的藥物治療嚴(yán)重疾病。此外，該研究甚至可以幫助釀造更好的啤酒。

在具有挑戰(zhàn)性的情況下，所有生物都會(huì)受到壓細(xì)胞和微生物具有復(fù)雜的系統(tǒng)來控制它們?nèi)绾芜m應(yīng)新的條件。他們可以通過在周圍環(huán)境中加入或釋放許多物質(zhì)來改變自己的結(jié)構(gòu)。由于這些分子過程的復(fù)雜性，理解這些系統(tǒng)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。

Chalmers研究人員Daniel Midtvedt，ErikOlsén，F(xiàn)redrikHöök和Gavin Jeffries研究了單個(gè)酵母細(xì)胞如何對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的變化做出反應(yīng) - 在這種情況下，鹽的滲透壓或濃度增加。他們都確定并監(jiān)測了酵母細(xì)胞內(nèi)化合物的變化，其中一種是糖，甘油。此外，他們能夠測量不同細(xì)胞在各種脅迫條件下產(chǎn)生的甘油的準(zhǔn)確率和量。他們的研究結(jié)果現(xiàn)已發(fā)表在Nature Communications上。

“在應(yīng)對(duì)壓力方面，酵母和細(xì)菌具有非常相似的系統(tǒng)，這意味著從醫(yī)學(xué)角度來看結(jié)果非常有趣。這可以幫助我們了解如何讓生命更難以侵入我們身體的不良細(xì)菌 - 這是一種手段摧毀他們的防御機(jī)制，“查爾莫斯生物物理研究員丹尼爾米德韋特說，他是科學(xué)論文的主要撰稿人。

自2015年以來，他一直在研究這一主題，并與他的同事一起開發(fā)了一種全息顯微鏡變體，用于研究三維細(xì)胞。該方法建立在干涉成像方法的基礎(chǔ)上，將激光束分成兩個(gè)光路。一個(gè)通過細(xì)胞樣本，一個(gè)不通過。然后兩個(gè)光束以略微偏移的角度重新組合。這使得可以通過光束相位偏移的變化來讀取單元屬性的變化。

通過這種研究細(xì)胞的方法，研究人員可以看到不同的微生物在壓力下產(chǎn)生什么 - 而不使用傳統(tǒng)的“基于標(biāo)簽”的策略。他們的非侵入性策略可同時(shí)檢測多種化合物，而不會(huì)損壞細(xì)胞。

研究人員現(xiàn)在計(jì)劃在一個(gè)大型合作項(xiàng)目中使用這種新方法來研究目標(biāo)生物藥物的攝取情況。

“希望我們能夠有助于更好地了解藥物如何被人體細(xì)胞接收和處理。能夠開發(fā)新型藥物非常重要，希望我們能治療那些今天無法治愈的疾病，”查爾莫斯說。 FredrikHöök教授，領(lǐng)導(dǎo)Formulaex研究中心，阿斯利康是該領(lǐng)域的行業(yè)合作伙伴。

除了對(duì)醫(yī)學(xué)研究人員的益處之外，改善對(duì)壓力對(duì)酵母細(xì)胞影響的知識(shí)對(duì)于食品和飲料行業(yè)也是有價(jià)值的 - 尤其是在釀造更好的啤酒時(shí)。“酵母對(duì)于食品和飲料的制備至關(guān)重要，例如烘焙面包和釀造啤酒。酵母細(xì)胞的物理特性知識(shí)可能非常寶貴。我們可以按照我們的要求對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化，”Daniel Midtvedt說。

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