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细菌到了太空变得更强大!一般剂量的抗生素杀不死

细菌在零重力的外太空环境下,竟然可以靠着“变形”来茁壮!研究人员针对国际太空站上常见的大肠杆菌(SSI)进行研究实验,惊讶发现细菌于零重力情况下会群聚缩成团状,他们认为这是为了生存下去而呈现的防御性动作,想杀死它们就必须用更高浓度的抗生素。随着人类向外太空拓展的野心越来越大,万一宇航员在长途星际旅程中不幸严重感染,很可能会因此丧命。

这些大肠杆菌送进国际太空站后,经宇航员启动设计好的试管实验,之后再透过 SpaceX 的天龙号太空船带回地球和对照组比较。实验中,研究团队利用 7 种不同浓度的“硫酸见大霉素”(Gentamicin Sulfate)攻击培养皿中的大肠杆菌。硫酸见大霉素是一种本地球上可轻易杀死大肠杆菌的抗生素,但令研究人员瞠目结舌的是,相同浓度的抗生素竟然治不了太空中的大肠杆菌,它们甚至忽略这种不痛不痒的抑制,继续成长。

和地球对照组相比,太空培养皿的细菌数量增加了 13 倍,细胞包膜厚度增加 25%~43%,体积则缩小 73%。研究主要作者科罗拉多大学波德分校 Luis Zea 博士说,虽然细菌体积缩水了,但取而代之的是变厚、变硬的细胞壁与外膜,更强力保护细胞不被抗生素消灭;其次,太空中的细菌会聚集成团块,正所谓“团结力量大”,这些细菌以量取胜,让位于较外部的菌形成铜墙铁壁(敢死队?)来保护内部的菌。

▲ 上图为地球对照组,下图为太空实验组,太空中的细菌会聚成团块,研究团队认为这是种防御机制。(Source:研究论文)

此外,太空中的大肠杆菌还在细胞壁外观察到产生外膜囊泡,这些小囊泡可当作细胞之间相互沟通的桥梁,科学家认为,这些都可能涉及细菌免受抗生素攻击的防御机制,可以依此进一步发现大肠杆菌的生态。

▲ 左图为地球对照组,右图为太空实验组,太空中的细菌在细胞壁外生出外膜囊泡。(Source:研究论文)

类似的研究对未来的太空旅行至关重要,比如 1984 年的“太空条件下细菌细胞的结构功能变化”研究、1994 年的“太空条件下细菌和抗生素的行为”等。团队表示,一旦宇航员生病了,但常见的抗生素没有治疗效力,很可能就会客死异乡。人类除了要担心宇宙辐射外,会变形的强韧细菌也是生命一大威胁,如果没有克服这项课题,前往火星、甚至出走太阳系的梦想都得搁在一旁。这项研究已发布在《Frontiers in Microbiology》杂志。

Bacteria shapeshift in space in response to antibiotics, becoming far more resilient

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