심각한 박테리아 감염이있는 병원에 입원 한 환자는 살 시간이 몇 시간 밖에 걸리지 않을 수 있습니다. 그러나 어떤 항생제를 투여 해야하는지 알아내는 데 며칠이 걸릴 수 있습니다. 의사는 약물이있을 때 미생물을 재배하고 재생산 여부를 확인해야합니다. 과정을 서두르면 비효율적 인 항생제를 처방하고 환자를 불필요한 부작용에 노출시키고 항생제 내성을 퍼뜨릴 위험이 있습니다. 이제 연구원들은 박테리아의 작은 진동을 감지하는 미세한 "튜닝 포크"를 개발했습니다. 이 장치는 언젠가 의사가 살아있는 미생물과 죽은 미생물의 차이를 알리고 몇 분 안에 효과적이고 비효율적 인 항생제를 인식 할 수있게 해줄 수 있습니다.
트리니티 칼리지 더블린 (Trinity College Dublin)의 생물 물리학자인 마틴 헤그너 (Martin Hegner)는 후속 조사가 연구원의 데이터 해석을 확인한 후 "이것은 훌륭한 방법이다"고 말했다.
이 연구는 에너지의 입력을받을 때 튜닝 포크의 갈래처럼 위아래로 진동하는 작고 유연한 바를 포함합니다. 캔틸레버는 원자력 현미경의 중요한 부분으로, 나노 기술 또는 원자 물리 연구에 사용하기위한 표면의 원자 스케일 분해능을 만드는 데 유용합니다. 이 기술에서, 캔틸레버에 부착 된 1 분의 바늘은 표면을 가로 질러 움직이며, 캔틸레버의 편향은 원자가 표면에 어떻게 배열되는지에 대한 정보를 제공합니다. 주위의 원자를 분비하는 데 사용될 수도 있습니다. 그러나 최근에는 바늘없이 작은 발진기로 사용되어 과학자들이 캔틸레버에 직접 부착 된 물질을 조사 할 수있었습니다.
생물 생리 학자 Giovanni Longo와 Lausanne에있는 스위스 연방 기술 연구소와 스위스의 Lausanne University의 동료들은이 캔틸레버를 액체 박테리아 성장 매체에 몰입시키고 레이저를 사용하여 운동을 모니터링했습니다. 그들은 베어 캔틸레버가 배지에서 액체 분자의 열 이동의 결과로 매우 약간 움직 였다는 것을 발견했습니다. 그런 다음 캔틸레버의 양쪽을 대장균 콜라이로 덮었습니다. 식중독을 일으킬 수있는 박테리아는 즉시 진동이 훨씬 더 두드러진다는 것을 알았습니다. 연구자들은 에너지를 대사 할 때 박테리아 내부에서 발생하는 화학 공정이 진동을 주도하고 있다고 생각합니다. "우리가 보는 것은 캔틸레버에 어떤 종류의 움직이는 시스템이 있다면 캔틸레버 자체에서 움직임을 유도 할 것"이라고 Longo는 설명합니다. "정확히 우리가 보는 대사 운동은 우리가 여전히 공부하고있는 것입니다."
캔틸레버가 약물의 영향을 감지 할 수 있는지 확인하기 위해, 팀은 배양 된 박테리아가 민감한 항생제 인 암피실린을 추가했습니다. 캔틸레버의 진동의 크기는 5 분 안에 거의 20 배 감소했다고 연구원들은 오늘 온라인으로 Nature Nanotechnology 에서 온라인으로보고했습니다. . 15 분 후, 과학자들은 신선한 성장 매체로 항생제를 플러시했지만 캔틸레버의 움직임은 다시 증가하지 않았습니다. 이 연구자들은 항생제가 박테리아를 죽였다고 제안했다. 그들이 e의 암피실린 내성 균주를 사용했을 때. coli 그러나, 그들은 진동이 처음에 감소했지만 약 15 분 안에 정상으로 돌아 왔으며, 이는 미생물이 회복되었음을 나타냅니다.
Hegner는이 연구가 여전히 "기본 과학"이라고 경고합니다.… 아직 응급실이나 무언가에 사용하기에 충분히 강력한 적용 도구는 아닙니다. " 그는 5 년에서 10 년이 더 걸릴 수 있다고 그는 말했다.
이런 일이 발생하기 전에 연구자들은 센서가 무엇을 선택하는지, 그리고 신호가 박테리아와 항생제 내성에 결정적으로 연결될 수 있는지 여부를 결정해야한다고 Hegner는 말합니다. 또한 매체의 속성이 결과에 영향을 미치는지 알아 내야한다고 그는 말했다. "점도와 밀도가 다른 매체에 박테리아를 주입하면 센서의 진동에도 영향을 줄 수 있습니다."
스위스 연구원들은 시스템의 임상 적용을 계속 조사하고 있습니다. 그들은 최근에 고도로 병원성 박테리아를 처리 할 수있는보다 안전한 실험실에 대한 접근을 얻었으며 이러한 미생물에서 결과를 확인하기 위해 노력하고 있습니다. 그들은 또한 클리닉을 넘어 생각하고 있습니다. Longo는“우리의 꿈은 이와 같은 것을 화성에 보내 생명체가 있는지 확인하는 것입니다. "그것은 다른 어떤 기술보다 훨씬 빠릅니다. 당신은 액체 안에 화성 흙의 일부를 넣고 캔틸레버에 부착되는 모든 것이 살아있는다면"
