納米塑料粘附在有毒細(xì)菌上，形成致命的組合

我們都充斥著塑料碎片，其中許多最小的顆粒尺寸從微米到一納米不等。

這些微小的 '納米塑料“在很大程度上仍然未知，但它們的無限小尺寸和豐富的環(huán)境使這些合成碎片成為潛在的巨大威脅——而不僅僅是對人類。事實(shí)上，甚至不僅適用于像我們這樣細(xì)胞復(fù)雜的生物體。

根據(jù)一項(xiàng)新的研究，納米塑料似乎也會對致病性大腸桿菌細(xì)菌。

從“我的敵人的敵人就是我的朋友”的意義上說，這聽起來可能很有幫助，但研究表明，事情并沒有那么簡單。

納米塑料對大腸桿菌，盡管它們確實(shí)影響了細(xì)菌的其他特征，例如生物膜的發(fā)育和整體生長。也許對我們來說最重要的是，接觸納米塑料顯然會促使大腸桿菌變得更毒。

伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校食品科學(xué)與人類營養(yǎng)系的分子微生物學(xué)家、資深作者 Pratik Banerjee 說，這項(xiàng)研究為這種動態(tài)提供了新的一瞥。

“其他研究已經(jīng)評估了納米塑料和細(xì)菌的相互作用，但到目前為止，我們的研究是第一個(gè)研究微塑料和納米塑料對人類病原菌影響的研究，”Banerjee說.

研究人員專注于大腸桿菌O157：H7 – 一種臭名昭著的病原體，通常與食物中毒的爆發(fā)有關(guān)，它由聚苯乙烯制成納米塑料，聚苯乙烯是一種合成聚合物，也是使用最廣泛的塑料類型之一。

他們發(fā)現(xiàn)，表面帶正電的納米塑料更有可能在這種情況下引起生理壓力大腸桿菌血清型，促使防御性反應(yīng)。受壓的細(xì)菌會產(chǎn)生額外的類似志賀的毒素，這是它們特有的致病化學(xué)物質(zhì)。

由于細(xì)菌的表面負(fù)電荷，研究人員懷疑大腸桿菌可能會受到帶正電的納米塑料的傷害。他們通過在粒子上施加正電荷、中性電荷或負(fù)電荷來測試這一點(diǎn)，然后再將它們引入大腸桿菌.

“我們從表面裝藥開始。塑料具有強(qiáng)大的吸附化學(xué)物質(zhì)的能力。每種化學(xué)物質(zhì)對表面電荷的影響不同，具體取決于吸附的化學(xué)物質(zhì)量和塑料的種類，“Banerjee說.

“在這篇論文中，我們沒有研究化學(xué)物質(zhì)本身的影響——這是我們的下一項(xiàng)研究——但這是了解塑料表面電荷如何影響致病性的第一步大腸桿菌回應(yīng)，“他增加.

研究發(fā)現(xiàn)，除了產(chǎn)生更多的毒素外，自由游泳的細(xì)菌在暴露于帶正電荷的納米塑料時(shí)繁殖速度較慢，而當(dāng)首次暴露于帶電塑料時(shí)，集體形成生物膜的速度較慢。

聚集到生物膜中可以為細(xì)菌提供獨(dú)特的好處，包括形成保護(hù)性的細(xì)胞外涂層。雖然以前的研究已經(jīng)探討了納米塑料對自由游泳細(xì)菌的影響，但對納米塑料如何影響生物膜知之甚少。

鑒于生物膜在現(xiàn)實(shí)世界條件下的重要性，這項(xiàng)新研究的作者希望了解納米塑料如何影響大腸桿菌在此狀態(tài)下。他們通過給細(xì)菌一個(gè)定植表面，等待一兩周形成生物膜，然后添加帶電的納米塑料來做到這一點(diǎn)。

即使在生物膜中，當(dāng)暴露于帶正電的納米塑料時(shí)，細(xì)菌仍然會受到壓力，并且它們?nèi)匀粫a(chǎn)生額外的志賀樣毒素。此外，帶正電或帶負(fù)電的條件會影響毒力基因的變化。

“生物膜是一種非常強(qiáng)大的細(xì)菌結(jié)構(gòu)，很難根除。它們在醫(yī)療行業(yè)是一個(gè)大問題，會在導(dǎo)管或植入物等嵌件上形成，在食品行業(yè)中形成，“Banerjee說.

“我們的目標(biāo)之一是看看當(dāng)這種通常通過食物傳播的人類病原體從生物膜的有利位置遇到這些納米塑料時(shí)會發(fā)生什么，”他說.

毋庸置疑，毒力增加對于一種已經(jīng)導(dǎo)致廣泛食源性疾病的病原體來說是一個(gè)不祥的跡象。

研究人員表示，需要更多的研究來建立在這些發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，并幫助闡明納米塑料污染的不同影響方式大腸桿菌以及其他病原菌。

該研究發(fā)表在納米生物技術(shù)雜志.

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