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[医学资讯] 10个奇怪的发现和涉及细菌的项目

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发表于 2018-12-24 00:01:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
大小真无所谓。 不可见的细菌斑点拥有将人类带到灭绝牧场的力量。 在和平时期和瘟疫之外,科学家们对这些微生物有着新的爱情。最近的许多研究发现,细菌在产生清洁能源,黄金和量子之谜方面具有奇怪的天赋。 但这还不是全部。 他们出现在令人不安的地方,做出意想不到的事情,并且足够适应技术和生活。

10 新的海洋食物来源


2018年对深海细菌的研究产生了意想不到的惊喜。在克拉里昂 - 克利珀顿断裂带(CCFZ)发现,这些小动物的生活距离约为4,000米(13,000英尺)。在这个深度,人们认为唯一可用的食物来自于海底死鱼,浮游生物和其他有机物质的降雨。不像科学家在北大西洋发现的那样,东太平洋这一部分的细菌是消灭这场雨而不是底栖动物的主要群体。细菌还利用科学家们仍然不理解的过程将大量二氧化碳吸收到生物质中。令人惊讶的是,这一特定发现的意义远远超过了奇怪的身体功能。这种生物质可能是深海生物的食物,在那里没有人认为存在其他来源。令人惊讶的是,这意味着有害的二氧化碳被去除并转化为生存。计算确定细菌可以在CCFZ的整个区域运行,并且每年可能回收2亿吨二氧化碳。

9 清洁能源的来源

照片来源:科学日
工厂的生活污水和废水是丰富的电源。它们含有必需的有机化合物,可产生清洁能源。然而,没有人能想出一种有效且廉价的提取方法。进入紫色细菌。2018年,从光中吸收能量的向光性生物首次用于回收废物。与水处理厂不同,细菌与光一起工作,碳排放量为零,而且价格合理。这种环保型生物精炼厂可以回收接近100%的碳,无论有机废物的类型如何。此外,该过程产生氢气,非常适合电力需求。秘密是细菌的新陈代谢。首先,它们使用有机分子而不是CO2和H2O。这使得有机废物成为“喂养”的完美来源。碳,氮和电子都被提取用于光合作用。副产品各不相同,但蛋白质,氢气和可生物降解的聚酯都已生产出来。研究人员还发现了一种通过紫色细菌发送电流来加速进食周期的方法,紫色细菌是充满代谢电子的生物。

8 泰坦尼克号的厄运

照片来源:Live Science
臭名昭着的RMS泰坦尼克号于1912年沉没。她一直失踪超过70年,直到在加拿大纽芬兰东南530公里(329英里)处发现沉船。2010年,一支探险队员带着令人沮丧的虫子返回水面。在研究泰坦尼克号时,研究人员挖掘出一种新的细菌。 Halomonas titanicae的名字是为了纪念这艘船,这是一种具有讽刺意味的举动,因为细菌正在消耗泰坦尼克号。泰坦尼卡喜欢生锈。这基本上就是这艘船正在做什么,到处生锈,为小金属清扫工提供一生的自助餐。脆弱的图标位于海底,距地面以下3.8公里(2.4英里),无法恢复原状。快速解体也使得保存成为一项不可能完成的任务。另一方面,新细菌对生锈的无法满足的需求可用于处理不需要的船舶和海洋结构,如石油钻井平台,以及开发工作设备的抗菌涂层。可悲的是,科学家估计泰坦尼克号可能在大约20年内消失。

7 脑细菌

大脑被认为是一种无菌器官。医生知道,当细菌从褶皱和神经元之间偷看时,它就是疾病的征兆。在2018年,科学家检查了34个脑样本。最初的目的是将精神分裂症患者的大脑与那些从未患过这种疾病的人进行比较。相反,高分辨率图像到处都显示出神秘的棒。这种偶然的发现竟然是细菌。如果这些生物在某种程度上是大脑原生的,它会燃烧神经学的书。研究人员必须确保大脑是健康的,然后没有发现细菌性疾病的迹象。这留下了死后污染的可能性。对未受污染的小鼠大脑进行了测试,发现细菌聚集在与人类样本中相同的区域。 DNA分析提供了一个坚实的线索 - 微生物是Firmicutes,Proteobacteria和Bacteroidetes,通常在人类中发现肠道。肠道 - 大脑联系在科学上是众所周知的,但从未有过如此直接的联系。即便如此,脑细菌的目的仍然是一个谜。

6 史诗般的鼻子战斗

照片来源:discovermagazine
在小鼠的鼻子里面,活细菌称为肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)。大多数情况下,这些虫子是无害的,但它们可以引发致命的肺炎和脑膜炎(这种行为也可以杀死细菌)。为了解肺炎链球菌为什么会自杀,科学家检查了小鼠的鼻腔通道,发现这种细菌不是只有喜欢潮湿环境的物种。有时,流感嗜血杆菌试图进入肌肉。两个物种互相仇恨,一旦他们相遇,就会爆发战争。流感嗜血杆菌劫持了宿主的免疫系统,用白血球攻击其对手。这种策略是如此辉煌,以至于肺炎链球菌有时会完全从鼻子中移除。然而,当后者反击时,东道主出问题。肺炎有一个含糖的壳,一个有90个品种的盔甲。较强的类型可以对抗白细胞,侵入人体的免疫系统和组织,最终导致疾病。很可能,人类的鼻子有类似的对抗,这意味着大多数疾病不是对人的攻击,而是细菌试图相互摧毁的令人讨厌的副作用。

5 电动蘑菇

照片来源:blogs.discovermagazine
2018年,新泽西州的一个实验室想要创造一种可再生能源。科学家把注意力转向了常见的蘑菇,一种丰富的真菌。其他成分包括蓝细菌和碳原子。后者形成由薄片石墨烯纳米带(GNR)制成的电极。蘑菇,生物和原子不是随机选择的。细菌产生光合能,GNR传导电流。蘑菇为细菌提供了一个自然环境,包括湿度和养分,这是人造表面无法比拟的。为了建立这种共生关系,使用3D打印将GNR和细菌嵌入蘑菇中。[6]实验成功。碳原子和细菌的不同模式允许两者作为稳定网络相互作用。当光照射在蘑菇上时,生物体会产生一股电流,由GNR传导到等待收获电力的电线中。此刻,蘑菇只会产生微弱的电流。然而,未来的调整可以保证强大,丰富和绿色能源的仿生真菌。

4 瘟疫风险增加

腺鼠疫是如此具有破坏性,以至于历史最终将其称为黑死病。在整个14世纪和15世纪,致命的细菌在欧洲杀死了2亿人。今天,学者们越来越担心全球变暖可能导致另一次爆发。这并不像听起来那么疯狂。永久冻土无限期地滋生细菌,包括地球上一些最严重的疾病。当冷冻病原体解冻时,它们会释放到环境中并产生致命的影响。2016年,当融化冰在西伯利亚释放炭疽时,这成为一个悲剧性的现实。该事件感染了40多人,杀死了一名儿童,并摧毁了1,500只驯鹿。巴黎协议是一项国际环保倡议,它发誓要将世界温度的升高控制在1.5摄氏度(2.7华氏度)以下。然而,一些科学家认为该协议无法兑现。其含义令人恐惧。当黑瘟疫开始于1340年代时,世界的高温经历了1.5摄氏度(2.7华氏度)的升高,导致致命的鼠疫菌(Yersinia pestis)细菌开花。如果再次发生这种情况,软化的永久冻土可能会释放全球大流行病 - 而不仅仅是黑死病。

3 活纹身

照片来源:mit.edu
2017年,麻省理工学院选择细菌细胞进行3D打印项目。它导致了有史以来最有趣的发明之一,涉及细菌生活纹身。结果类似于树的粘附图像或电子通路的分支线。选择细菌细胞是因为它们比哺乳动物更坚韧并且可以在印刷过程中存活。它们也恰好与水凝胶相容,水凝胶是制作纹身所需要的东西之一。首先,细菌被设计成变成不同的荧光颜色。下一步是开发一种含有水凝胶,细胞和营养素的墨水,以保持它们的活力。该流体非常精致,可用于0.03毫米的高分辨率印刷。研究人员在弹性体上绘制了树状图案。然后将片材放在志愿者的皮肤上,该皮肤之前已用化学品处理过。[8]当它们经过精心设计时,一旦它们与化合物接触,细菌就会亮起并变为可见。一个遥远的希望是有一天会产生可穿戴的贴片,在一段时间内将药物(如葡萄糖)释放到患者体内。

2 他们生产纯金

照片来源:Live Science
Cupriavidus metallidurans是一种奇异的物种。它有毒金属和金矿的零食。发现于2009年,科学家不得不等到2018年才能解决这个炼金术之谜。与大多数其他生物有机体一样,C.metallidurans在充满有毒重金属的土壤中茁壮成长。细菌周围有两层膜。在它们之间存在一个称为周质的空间,它就像一个排毒室。通常,周质存储多余的铜。这种金属是细菌进食过程所需要的,但过多会杀死它。最近的研究发现,一种特殊的酶(CupA)可以安全地将不必要的铜降解到周质中。黄金是一种更糟糕的危险。当细菌与金离子接触时,贵金属是​​一种不稳定版本,它们可能会造成严重损害。离子可以破坏铜排毒系统。显然,研究人员发现细菌开发了第二种酶(CopA)来解决这个问题。 CopA将离子转变为周质内的稳定金属。一旦后者被塞满,外膜就会撕裂并释放​​出微小的金块,有时像砂粒一样大。

1 他们触摸量子世界

照片来源:Live Science
在2018年,科学家们想知道量子世界在哪里结束,“真实”世界开始了。量子物理学控制着微小的物质,如粒子。其余的,就像人类和细菌一样,属于另一方。在大多数情况下,人们相信量子效应会随着它们越过更大的世界而减少为零。为了证明情况并非如此,研究人员再次观察了2016年在谢菲尔德大学进行的一项实验。在测试过程中,细菌被放置在镜子室内并受到特殊的光频率。只有少数生物通过在光合分子和光的电子之间显示有限的连接而显示出量子效应。这种状态被称为量子耦合。根据2018年的综述,细菌可能比谢菲尔德研究所表明的要好得多。新的实验产生了纠缠的积极结果,这是生物中从未见过的主要量子效应。[10]纠缠是两个实体在连接状态时所共有的神秘能力,尽管它们被令人难以置信的距离隔开。一个有趣的可能性是细菌已经进化为与量子世界融合以获得未知的益处。

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