박테리아가 소리를 낼 수 있습니까? 우리가 박테리아의 소리를 들을 수 있다면 그들이 살아 있는지 여부를 알 수 있다고 가정하는 것이 논리적입니다. 박테리아가 항생제로 죽으면 이러한 소리가 멈춥니다. 물론 박테리아가 항생제에 내성이 있는 경우는 예외입니다. 이것이 바로 Farbod Alijani 박사가 이끄는 Delft University of Technology의 과학자들이 해낸 일입니다. 그들은 그래핀을 사용하여 단일 박테리아의 낮은 수준의 소음을 포착했습니다.
Farbod Alijani의 팀은 처음에 그래핀의 기본 역학을 연구했지만 어느 시점에서 그들은 이 극도로 민감한 물질이 단일 생물학적 물체와 접촉하면 어떤 일이 일어날지 궁금해했습니다.
그래핀은 단일 원자층으로 구성된 탄소의 한 형태이며 기적의 물질이라고도 알려져 있다고 Alijani는 말합니다. 전기 및 기계적 특성이 우수하고 내구성이 뛰어나며 외력에도 매우 민감합니다.
연구팀은 나노역학 전문가들과 협력하여 대장균 박테리아에 대한 실험을 수행했습니다. 우리가 본 것은 훌륭했습니다. 단일 박테리아가 그래핀 막의 표면에 달라붙으면 우리가 감지할 수 있는 불과 몇 나노미터의 진폭으로 무작위 진동을 생성합니다. 우리는 단일 박테리아의 소리를들을 수 있었다"고 과학자들은 말한다.
극도로 작은 변동은 편모(세균을 밀어내는 세포 표면의 꼬리)의 주요 기여와 함께 박테리아의 생물학적 과정의 결과입니다.
그래핀의 편모 박동이 얼마나 작은지 이해하려면 복싱 선수가 펀칭백을 쳤을 때의 펀치보다 최소 100억 배 작다고 말할 가치가 있습니다. 그러나 이러한 나노 스케일 비트는 오디오 트랙으로 변환되어 들을 수 있습니다.
이 연구는 항생제 내성을 확인하는 데 매우 중요합니다.
실험의 결과는 분명했습니다. 박테리아가 항생제에 내성이 있으면 변동은 단순히 동일한 수준에서 계속되었습니다. 박테리아가 약물에 취약하면 변동이 점차 감소한 다음 완전히 사라졌습니다. 그래핀 막의 높은 감도로 인해 이 현상은 단 하나의 박테리아로 감지할 수 있습니다.
"우리는 항생제 감수성 테스트를 위해 단일 세포 그래핀 플랫폼을 최적화하고 다양한 병원성 샘플에서 테스트하는 것을 목표로 합니다. 따라서 궁극적으로 임상 실습에서 항생제 내성을 신속하게 감지하는 효과적인 진단 도구로 사용될 수 있습니다.”라고 과학자들은 말합니다.
"이것은 전 세계적으로 인간의 건강에 대한 계속 증가하는 위협인 박테리아의 항생제 내성과의 싸움에서 귀중한 도구가 될 것입니다."
이번 연구는 네이처 나노테크놀로지 저널에 게재됐다.
2022-04-19 10:39:28
작가: Vitalii Babkin