人體是數(shù)十億個微生物的宿主,它們的數(shù)量與人體細胞的數(shù)量一樣多。這些微生物主要是無害的細菌;并且,有時是對人體有益的。由于它們的尺寸太小,總是需要用顯微鏡來觀察它們的大小,種類和特征。經(jīng)過多年的研究,從傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡到掃描電鏡(SEM),已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了微生物的多種不同類型。在這篇博客中,我們用三個例子來說明如何用掃描電鏡研究微生物。
圖1:掃描電鏡下的腸球菌
由于微生物并不總是對人類組織產(chǎn)生幫助,Ogawa等人 [1] 研究了幾種當(dāng)?shù)氐募毦?。除鏈球菌株外,還觀察了銅綠假單胞菌、大腸桿菌等菌株。
有氧和無氧條件下的細菌生長
通過測試漱口水,研究在有氧和無氧條件下的細菌生長。為了能在掃描電鏡(SEM)下成像,樣品經(jīng)過固定,臨界干燥和濺射涂層。SEM圖像的目標(biāo)是生物膜的表面(有時,細菌聚集在一起,形成生物膜,粘附在表面)。Ogawa等人揭示了在某些情況下,用一種特殊的漱口水可以減少生物膜的形成,而其他產(chǎn)品沒有類似效果。
新藥物的開發(fā)是微生物學(xué)研究的重點,因為革蘭氏陽性病原體對人類和動物的健康具有有害影響,到目前為止所作的努力經(jīng)常受到耐藥性菌株出現(xiàn)的挑戰(zhàn)。
膽堿激酶的研究
在Zimmerman和Ibrahim [2] 的研究中顯示,膽堿激酶對肺炎鏈球菌而言是一種具有潛力的新藥,因為它抑制了細菌的生長。他們通過SEM研究,可以證明膽堿激酶導(dǎo)致了細胞壁的扭曲。細胞壁從平滑轉(zhuǎn)變?yōu)榘纪共黄剑砻骷毎艿叫滤幍挠绊憽?/p>
大腸桿菌的研究
zui后,我們有一個很有趣的例子和大家分享,是關(guān)于大腸桿菌在太空中的研究。這項研究還在進行中,因為了解細菌行為對于為未來長期的太空探索任務(wù)做準(zhǔn)備是很重要的 [3]。
為了研究太空中生長的細菌的潛在表型變化,大腸桿菌在空間站中被培養(yǎng),然后與地球上的對照組比對。通過使用光學(xué)顯微鏡與掃描電鏡,用于測定和分析它們的體積,以觀察重力是否會影響它。
Zea等人得出結(jié)論,地球上的細菌的zui終計數(shù)是太空中細菌13倍,而空間站中的細菌體積縮小了37%。
參考文獻
[1] Microbiological assessment of effects of clinical mouth rinses on common oral microbes, Ogawa et al., Journal of Oral Science, Vol 59. No 3 (2017).
[2] Choline kinase, A Novel Drug Target for the Inhibition of Streptococcus pneumoniae, Zimmerman and Ibrahim, Antibiotics 2017, 6,20.
[3] Phenotypic Changes Exhibited by E. coli Cultured in Space, Zea et al. Frontiers in Microbiology (August 2017) 8, 1598.
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