分子和微生物的链接

微生物是地球上最古老的和最成功的生物,他们使用化学作为他们的语言交流和互动。仍然是极具挑战性的理解这些化学交互作用在自然环境中,如领带生产特定分子至少单个细菌细胞或细胞的数量。科学家们现在到这个方向迈出了重要的一步同时可视化抗生素的分布及其在自然生产者样本。

1928年亚历山大·弗莱明发现青霉素以来,抗生素已经彻底改变了人类医学提供了成功的治疗许多传染病。抗生素导致的医疗应用的观念,这些化合物是由微生物在自然界作为武器来对抗竞争生物体。然而,最近发现低浓度的抗生素影响基因表达没有对目标生物体有害后果的挑战这一观点,提供证据,这些物质的信号功能。

一般来说,令人惊讶的是对抗生素的生态以及它们如何作用在自然背景下,尽管人类医学重要的意义。的一个主要问题是检测和量化复杂环境样品中抗生素和原位监测其生产和影响。

为了实现这一目标,科学家们集中在一个相对简单的系统,只涉及有限数量的生物相互作用:欧洲beewolf黄蜂之间的防御联盟,Philanthus三角座,和细菌属的链霉菌属。在这个协会,共生体中培养专门的触角水库的女性beewolves的茧,后来转移到后代的发展,提供保护模具真菌在漫长的冬眠期。

知识对共生体的存在以及beewolf茧上的抗生素生产提供了一个很好的基础科学家们想出一个方法同时本地化细菌细胞和次生代谢物在环境样品的生产。

抗生素beewolf茧上的测量是通过质谱(MS)成像技术,它使用一个紧密聚焦激光束desorp和电离的化合物从样品表面和分析产生的分子离子质谱仪。

“尽管女士的横向分辨率成像仍然是有限的,它有巨大的潜力为检测和可视化的化合物在自然界中,由于其广泛的适用性广泛的物质”,说AlešSvatoš,质谱研究小组的负责人。

beewolf茧,女士不尽如人意但成像揭示了广泛分布的整个外表面抗生素piericidin A1和B1。随后,蚕茧受到荧光原位杂交(鱼):通过结合细菌的RNA荧光标记探针,个人共生有机体的细胞可以在荧光显微镜下可视化。

应用油漆标记在样品中可见女士成像和鱼然后使科学家们能够结合这两种技术的结果图像。这允许同时定位个人共生有机体的细胞和大量的抗生素。

”这两种方法都是已知的,但没有人结合。这种方法的力量在于潜在的鱼定位和识别单个细胞在复杂样品,同时监控生态相关化合物通过成像女士”,马丁的卡顿波斯评论,马普研究小组负责人昆虫共生,现在美因茨大学的教授。

世界充满了微生物,它们影响地球上所有生命。了解他们是如何相互影响和多细胞生物因此提出了生物学中一个基本问题。检测和可视化化合物性质和识别他们的微生物生产者构成第一步最终能够监视复杂交互直接发生和理解原函数的抗生素和其他许多microbe-produced化学物质。