2018年1月3日,加州理工学院的研究者在《自然》杂志上发文称,他们创造世界上首个能够反射声波的细菌,利用该工程菌进行可视化定位,该研究有望用于疾病的靶向治疗。
益生菌用于治疗肠道疾病(如肠易激综合征)已经很常见,也有研究表明,细菌可用于靶向和破坏癌细胞。依赖光的成像技术(例如用荧光蛋白标记的细胞)仅在离体的组织样品中起作用,光线不能穿透肠道等深层组织。
研究者想用超声波技术来解决这个问题,因为声波可以穿透深层组织。他们发现水生细菌中富含气体的蛋白质结构有助于调节浮力,联想到利用这些气体泡的结构使声波反弹。研究者遇到的挑战之一是将气泡的遗传机制转移到大肠杆菌中,他们首先试图从一种名为Anabaena flos- aquae的水栖细菌中分离出气泡基因,但大肠杆菌未能制造出气泡,他们再次尝试使用种类相近的名叫Bacillus megaterium的大肠杆菌的气泡基因,但产生的气泡太小而无法有效地散射声波。最后,他们尝试将两种基因的混合,结果大肠杆菌成功制造了气泡。
该项研究的最终目标是将治疗性细菌注入患者体内,使用超声波机器与声波工程细菌配合生成图像,实现可视化定位,使治疗在正确的位置进行并保证正常工作,从而帮助治疗肠道疾病或实现肿瘤靶向治疗。研究结果已经证实在小鼠的肠道和其他组织中,可以用超声波来对气泡进行成像,但是将这项技术用于人类疾病的治疗还需要更多的研究。
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