科学家们发现了一种植物产生的化学物质，可以防止有害生物膜的形成，这一重要发现对医疗保健和工业维护都有重要意义。
如果你注意到在跳过刷牙后，牙齿有一层涂层的感觉，那你就体验到了生物膜——一种黏滑的细菌层，附着在表面上。在医疗保健中，生物膜可能会使感染治疗变得困难，因为它在导管和植入物等设备周围形成保护屏障。
加州大学河滨分校的研究人员发现，受到压力的植物产生的一种物质可以阻止生物膜的形成。这一重要发现为医疗保健的进步铺平了道路，并有助于减少工业机械的腐蚀。
UCR分子生物化学杰出教授、此次研究的主要作者Katayoon Dehesh解释道：“生物膜基本上是微生物（包括细菌和真菌）的集群，它们聚集在一起，在各种表面上形成保护屏障。”
“你可能在河石上观察到它们作为滑腻的涂层，或在你的牙齿上看到的牙垢。虽然生物膜是许多生态系统的自然组成部分，但它们可以导致重大问题。”
此次研究发表在自然通讯上，强调了一种特定代谢物的作用——这种分子是在植物、细菌和某些寄生虫（例如引起疟疾的寄生虫）中在关键化学过程中生成的。
在植物中，这种代谢物MEcPP对于创造必要的化合物和发出压力信号至关重要。例如，当植物受到伤害，过量的氧气进入细胞时，它会积累MEcPP，随后激发植物内部的保护措施。研究表明，MEcPP也对大肠杆菌等细菌产生了意想不到的影响，阻碍了它们形成生物膜和附着在表面的能力。
在医疗环境中，生物膜可以在导管、支架和植入物等设备上发展，使感染治疗变得复杂，因为生物膜中的细菌对抗生素具有很高的耐药性。在工业应用中，生物膜可能会堵塞管道，污染食品加工设备，导致腐蚀。
Dehesh表示：“通过破坏生物膜形成的早期阶段，这种分子在任何依赖于洁净表面的行业中都有显著的潜力来提升效果。”
细菌使用称为绒毛的毛状附属物将自己固定在表面上，这对生物膜的形成至关重要。绒毛使细菌能够附着在医疗植入物、管道或牙齿上，在这些地方，它们产生一个保护层，保护自己免受抗生素和清洁剂的侵害。如果没有这些绒毛，它们就无法开始形成生物膜。
UCR的项目科学家以及此次研究的第一作者Jingzhe Guo表示：“生物膜就像细菌的堡垒。” “通过削弱初始附着阶段，MEcPP有效地中和了细菌建立这些堡垒的能力。”
通过检查超过9000个细菌突变体，研究团队确定了一个关键基因，即fimE，它作为关闭绒毛生产的开关。MEcPP增强了这个基因的活性，导致绒毛生产减少，进而阻碍了生物膜的形成。
Guo表示：“我们的发现可能会导致防止生物膜的创新方法，适用于多种行业。” “从改善水质到增强牙科护理产品，机会广泛。”
生物膜不仅是医疗挑战，也是行业中的一个高昂问题。它们可能导致管道堵塞、机械腐蚀和食品加工污染。传统的控制生物膜的方法往往依赖于强烈的化学物质或昂贵的处理，这些处理可能对环境造成伤害，或者随着细菌的演变而失效。
Guo指出：“这项研究突出了植物生物学和微生物学之间的惊人联系。” “考虑到一种用于信号传递的植物分子可能在未来帮助人类对抗细菌挑战，这令人兴奋。”
