Amerikkalaiset tutkijat nanomittakaavassa ovat selvittäneet kuinka hopea-ionit vaikuttavat bakteereihin, myös antibiooteille vastustuskykyisiin. Tutkimustulokset julkaistaan Applied and Environmental Microbiology -lehdessä.
Hopean antimikrobiset ominaisuudet ovat olleet tiedossa jo vuosisatojen ajan, vaikka kuinka tarkkaan hopea tappaa bakteerit, on pitkälti mysteeri. Perinteisesti hopean antibakteerisen vaikutuksen tutkimukset ovat rajoittuneet hopeaa sisältävillä valmisteilla käsiteltyjen organismien ominaisuuksien vertailuun kontrolleilla. Tämä antoi kuitenkin vain kvantitatiivisen arvioinnin, joka ei antanut meille mahdollisuutta ymmärtää metallien vaikutuksen fysikaalista mekanismia mikro-organismeihin.
Amerikkalaiset tutkijat Arkansasin yliopistosta ovat analysoineet hopea-ionien vaikutusta elävien bakteerien proteiineihin molekyylitasolla. Tätä varten he käyttivät edistynyttä kuvantamistekniikkaa - valoaktivoitua lokalisointimikroskopiaa yhden hiukkasen seurannalla - tarkkailla ajan kuluessa tiettyjen proteiinien dynamiikkaa Escherichia colissa, malli-organismissa mikrobiologiseen tutkimukseen.
Tutkijat odottivat näkevänsä hopeaionit hidastavan bakteerien aktiivisuutta, mutta he näkivät päinvastoin - hopea-ionit kiihdyttivät proteiinien diffuusiodynamiikkaa.
”Tiedetään, että hopea-ionit voivat estää ja tappaa bakteereja, joten odotimme, että bakteerien hopeahoito hidastaa kaikkea. Mutta odottamatta huomasimme, että proteiinin dynamiikka on kiihtynyt , - yliopiston lehdistötiedotteessa lainataan tutkimuksen johtajan, fysiikan apulaisprofessorin Yong Wangin sanoja.
Tutkiessaan proteiinien käyttäytymistä tarkemmin, tutkijat huomasivat, että hopea-ionit aiheuttavat bakteerien pariksi muodostuvan DNA-juosteen erottumisen ja heikentävän proteiinin ja DNA: n välistä yhteyttä. Kalorimetriset analyysit ovat vahvistaneet, että DNA ja hopea-ionit ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa.
"Jos niin, voit selittää hopean aiheuttaman nopeamman proteiinidynamiikan", Wang sanoo. - Kun proteiini on sitoutunut DNA: han, se liikkuu hitaasti bakteereissa yhdessä DNA: n kanssa, joka on valtava molekyyli. Päinvastoin, kun hopeaa käsitellään, proteiinit putoavat DNA: sta, liikkuvat itsestään ja sen vuoksi liikkuvat nopeammin."
Wang ja hänen kollegansa ovat havainneet hopea-ionien aiheuttamien DNA-juosteiden halkeamisen aikaisemman tutkimuksensa aikana taivutetulla DNA: lla. Sitten kokeen tarkoituksena oli lisätä taivutettujen DNA-juosteiden jännitystä, jotta ne olisivat alttiimpia vuorovaikutuksille muiden kemikaalien, mukaan lukien hopea-ionien kanssa.
Mainosvideo:
"Viime kädessä haluamme käyttää hankkeesta saatua uutta tietoa tehokkaampien antibioottien luomiseen hopeananopartikkeleihin", Wang sanoi.
Tutkijat toivovat, että niiden tulokset auttavat luomaan hopeananohiukkasiin perustuvia lääkkeitä torjumaan ns. "Superbugia" - bakteereja, jotka ovat resistenttejä yleisille antibiooteille - joista on viime vuosina tullut todellinen uhka kansanterveydelle maailmanlaajuisesti.