兩位康奈爾大學研究人員在一個孩子的生日聚會上進行了隨機交談，這導致了人們對細菌如何抵抗毒素的協作和新的理解，這可能會為抗擊有害感染提供新的工具。

已知物理力會影響人體細胞的生長和存活方式，但人們對這些力在原核生物(包括細菌在內的單細胞生物)中的作用了解甚少。

Sibley機械與航空航天工程學院副教授Christopher Hernandez提出了一種微流控設備的想法，該設備可使單個細菌承受已知量的力和機械變形。但是他知道很少有方法可以測量這種影響，直到偶然與藝術與科學學院化學與化學生物學系的Peter JW Debye教授Peng Chen碰面。

Chen已經開發出一種標記和觀察特定分子的方法，該分子可以從某些細菌的內膜中抽出毒素。通過將他們的想法綜合在一起，研究人員已經得出結論，機械應力可以中斷細菌在暴露于毒素后存活的能力。

他們的論文“機械應力破壞了細菌中的多組分外排復合物”，于11月26日在美國國家科學院院刊上發表。

革蘭氏陰性細菌的特征在于其雙膜細胞包膜，并具有組裝分子泵的能力，以消除能夠遷移到細胞內的有毒物質，包括抗生素。

Hernandez和Chen的研究表明，當將大腸桿菌細菌放入微流體設備中并被迫流入非常狹窄的空間時，僅產生的機械應力就足以使這些泵破裂并停止工作。

埃爾南德斯說：“這是最早研究細菌力學生物學的研究之一。” “我們的發現提供了證據，證明細菌與其他類型的細胞相似，因為它們通過分子復合物對機械力做出反應。”

Chen說：“我們的工作表明，您可以通過機械手段破壞細菌的泵送復合體，這可能為我們提供一種增強細菌性疾病治療的新工具。”

Hernandez和Chen創建的方法可用于檢查各種原核細胞結構，功能和行為。

“這項創造性的合作研究成果將利用單分子生物學的能力，不僅為使軍隊保持微生物存活的細胞特征，而且為細胞水平的機械應力如何控制細菌生存能力提供更好的基礎知識。為控制細菌感染提供了一種新穎的潛在手段。”陸軍研究辦公室微生物學項目經理羅伯特·科科斯卡說。陸軍研究辦公室是支持這項研究的美國陸軍作戰能力發展司令部陸軍研究實驗室的成員。

文獻鏈接：https://www.pnas.org/content/early/2019/11/25/1909562116