細菌如何保護自己免受等離子體處理

等離子體是由能量泵送的氣體產生的。今天，等離子體已經在臨床應用中用于抵抗多重抗性病原體，例如用于治療慢性傷口。“等離子體提供了復雜的成分混合物，其中許多成分本身就起到了消毒作用，”RUB研究組織應用微生物學的負責人Julia Bandow教授解釋道。紫外線輻射，電場，原子氧，超氧化物，一氧化氮，臭氧和激發(fā)的氧或氮同時影響病原體，產生相當大的壓力。通常，病原體僅存活幾秒或幾分鐘。

為了確定細菌是否可能產生抵抗等離子體作用的抵抗力，就像它們對抗生素一樣，研究人員分析了模型細菌大腸桿菌(E. coli)的整個基因組，以確定現有的保護機制。“抗性意味著遺傳改變導致生物體更好地適應某些環(huán)境條件。這種特性可以從一代傳遞到下一代，”Julia Bandow解釋說。

突變體缺失單個基因

對于他們的研究，研究人員利用了所謂的大腸桿菌敲除菌株。這些是在其基因組中缺失一個特定基因的細菌，其含有大約4,000個基因。研究人員將每種突變體暴露于血漿中，并監(jiān)測細胞在暴露后是否繼續(xù)增殖。

“我們證明，87種敲除菌株對血漿處理的敏感性高于具有完整基因組的野生型，”Marco Krewing說。隨后，研究人員分析了這87種菌株中缺失的基因，并確定大多數基因保護細菌免受過氧化氫，超氧化物和/或一氧化氮的影響。“這意味著這些血漿成分對細菌特別有效，”朱莉婭班多說。然而，它還意味著導致各基因產物的數量或活性增加的遺傳變化更能夠保護細菌免受等離子體處理的影響。

熱休克蛋白可提高血漿抗性

研究小組與密歇根大學安娜堡分校Ursula Jakob教授領導的研究小組合作，證明情況確實如此：由hslO基因編碼的熱休克蛋白Hsp33可保護大腸桿菌暴露于氧化應激時聚集的蛋白質。“在等離子體處理過程中，這種蛋白質被激活并保護其他大腸桿菌蛋白質，從而保護細菌細胞，”Bandow指出。單獨增加該蛋白質的體積導致血漿抗性略微增加。相當強的抗血漿 性 當幾種保護性蛋白質的水平同時增加時，可以預期。