科学家正在研究细菌在表面上的移动，这一现象称为抽动运动。最近的发现凸显了表面的特性如何显著影响细菌是否能够移动。
随着细菌逐渐对抗生素产生耐药性，治疗感染变得更加困难，导致更严重的疾病、更长的住院时间和死亡率的上升。
来自弗吉尼亚理工大学的本科生梅根·奥哈拉很幸运在生物科学教授杨兆敏的指导下研究细菌如何在表面上迁移。这种运动方式使细菌能够快速侵入新的表面，包括人体组织和医疗设备。
在两年的研究期间，奥哈拉发现了一个意外的发现，即表面特性对抽动运动的关键影响。她的研究结果最近发表在《mSphere》上，这是美国微生物学会的一本开放获取期刊。
抽动运动是由被称为四型菌毛（T4P）的微小结构驱动的，一些细菌利用这些结构感染人类并造成伤害。与游泳或群聚不同，抽动运动发生在固体或半固体的表面上。这种运动方式在许多具有T4P的细菌中很常见，包括一些对抗生素产生耐药性的细菌。
图像显示了使用结晶紫染料可视化的抽动运动。照片归梅根·奥哈拉所有。
“我们的重点是对抗生素耐药率高的病原体，尤其是世界卫生组织确定的那些，因为它们对公共健康构成了重大风险，”奥哈拉评论道。她是该研究的第一作者，并将在2024年获得微生物学学士学位。
世界卫生组织将抗生素耐药列为十大全球健康威胁之一，2019年全球由于耐药性感染导致约127万人死亡。如果不进行干预，这一数字预计将在2050年前上涨至1000万。
“研究对抗抗生素耐药性的方法极其重要，今天是一个活跃的研究领域，”奥哈拉表示。“一种有效的方法是中和细菌的能力，而不是试图杀死它们，从而防止它们对我们身体的定殖和伤害。这使得有益细菌能够在竞争中占上风。”
研究揭示了一个有趣的发现：T4P在促使移动方面的有效性受到表面特性的显著影响。研究发现，像胆盐和洗涤剂这样的物质可以通过使表面亲水性增强来促进抽动，而不是改变细菌的生物学。基本上，通过调整表面特性，T4P的有效性可能会被转变。
梅根·奥哈拉在5月完成了她的学习，双专业于微生物学和生物医学生物科学，并辅修化学。除了获得弗吉尼亚理工大学的总统奖学金外，她还获得了生物科学系颁发的两个奖项。照片归梅根·奥哈拉所有。
“理解T4P的作用是至关重要的，因为它被认为是致病性的重要因素，”奥哈拉解释道。“这被称为关键因素，因为在许多物种中，如果去除T4P，细菌将失去感染的能力。”
目前，奥哈拉是加州大学圣地亚哥分校生物医学科学项目的一名一年级博士生。在弗吉尼亚理工大学的本科学习期间，她获得了生物科学系颁发的两个荣誉：布伊基马与高尔韦本科生研究奖和大卫·雷尔利暑期奖学金。
“我为梅根在弗吉尼亚理工大学作为本科生的成就感到非常自豪，”杨教授说道。“她是教授理想的学生——聪明、有动力和独立。有一名本科生作为主要研究论文的第一作者真是令人瞩目的。”
该研究得到了国家科学基金会和弗吉尼亚理工大学新兴人畜共患和虫媒病原体中心的试点资助，该中心的杨教授是教职员工。
