生物帮卡内基·梅隆大学物理学助理教授Shiladitya Banerjee领导的新研究表明，某些类型的细菌如何通过改变其形状来适应长期暴露于抗生素的情况。该研究成果本月发表在《自然物理学》杂志上。
适应是驱动生物体改变其性状和行为以更好地适应其环境的基本生物学过程，无论是先驱生物学家查尔斯·达尔文所观察到的雀斑的著名多样性还是人类共存的多种细菌。尽管抗生素长期以来一直在帮助人们预防和治愈细菌感染，但许多细菌种类已经越来越能够适应抵抗抗生素的治疗。
Banerjee在卡内基·梅隆大学(Carnegie Mellon)以及他在伦敦大学学院(UCL)的先前职位上的研究重点是各种细胞过程背后的力学和物理，他工作的一个共同主题是细胞的形状可以对细胞产生重大影响。它的繁殖与生存。与芝加哥大学的研究人员一起，他决定深入研究抗生素的暴露如何影响普遍使用的模型生物-新月形细菌(Caulobacter crescentus)的生长和形态。
“通过使用单细胞实验和理论模型，我们证明了细胞形状的变化可以作为一种反馈策略，使细菌对生存的抗生素更具适应性，” Banerjee在谈到他和他的合作者时说。
研究人员发现，当暴露于致死剂量的抗生素氯霉素后几代人时，细菌会变得更宽，更弯曲，从而极大地改变了它们的形状。
Banerjee说：“这些形状的变化使细菌能够克服抗生素的压力并恢复快速生长。”研究人员通过建立一个理论模型来得出这一结论，该模型显示了这些物理变化如何使细菌获得更高的曲率和更低的表面积与体积之比，从而使细菌在生长时穿过细胞表面的抗生素颗粒更少。
Banerjee说：“这种见解对人类健康具有重要意义，并且可能会刺激许多进一步的分子研究，以研究细胞形状对细菌生长和抗生素抗性的作用。”
