覆盖蝉翼的纳米柱锥体与细菌膜结合，将锥体之间的部分拉伸到破裂的程度。
介绍 每年夏天，一年一度的蝉都会从世界各地的地下出现，用它们独特的嘎嘎声和嘎嘎声使空气变得浓稠。 十七年蝉只存在于北美，它们在地下吸食植物根部汁液近二十年，然后才浮出水面并蜕壳，成为繁殖的成虫。
奥农达加国家标志着乔治·华盛顿 17 年的焦土运动导致当地人民颗粒无收，从而为他们提供了生存所需的紧急食物来源，之后，一窝 1779 年的蝉从地里破土而出。
现在，蝉可能为人类的生存提供了另一种手段。 最近的科学表明，蝉翅膀上的微小结构可以杀死细菌，这可能为我们提供另一种方法来对抗每年导致数百万人死亡的细菌。
战略 2012年，科学家观察到蝉翼可以杀死多种有害细菌，但目前还不清楚它是如何发挥作用的。 翅膀上涂有抗生素吗？ 是否有快速的免疫反应？ 科学家们利用强大的显微镜对机翼进行了极其近距离的观察，观察到了称为纳米柱的微小圆锥形凸起，这些凸起以六角形排列覆盖两侧。
他们假设实际上是锥体本身杀死了细菌，并用“点石成金”来证明这一点。 他们在蝉翼上涂了一层超薄的金，以抑制任何生化反应。 当暴露在镀金蝉翼下时，细菌仍然死亡，证明不存在化学杀手——独特的纳米柱结构是直接原因。
要了解视锥细胞如何杀死细菌，请将细菌细胞想象成水气球。 一个细胞的直径比锥体之间的距离大几倍，它位于许多纳米柱上。 人们很容易将这些纳米柱视为钉床，可以简单地戳破水气球。 然而，2013 年，同一组科学家开发了一个模型，讲述了不同的故事。
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纳米柱与细菌细胞膜结合，拉伸并最终使其破裂。
考虑一下两个锥体之间发生的情况。 水气球会围绕两个锥体下垂，而之间的膜会像桥一样延伸穿过间隙。 然而，在纳米尺度上，细胞膜不仅仅是下垂，它还被物理吸引到纳米柱的表面，本质上是粘在它们上面。 当膜进一步粘附在两个锥体上时，横跨它们之间的膜就会拉伸，最终像橡皮筋一样折断。
现在考虑细胞接触的每对锥体之间的破裂——细胞质内脏从破碎的膜中溢出导致细菌死亡。
该机制仅对以下情况有效 革兰氏阴性 细菌——容易引起感染的细菌类型。 它不起作用 革兰氏阳性 细菌，往往是有益的“益生菌”。 有益细菌不是柔韧的水气球，而是更像带有刚性膜的硬壳鸡蛋。 它们免受纳米柱破裂效应的影响，因为将它们的膜吸引到锥体表面的物理力不足以克服它们的刚度。
潜力 几个世纪以来，细菌感染的概念一直未被发现，推迟了我们最终针对它发动的战争。 1860 年代，法国微生物学家路易斯·巴斯德 (Louis Pasteur) 最终证明细菌会引起感染，从而拉开了这场战斗的序幕。 不久之后，他发明了巴氏灭菌法，使一些饮料饮用起来更安全。
外科医生约瑟夫·李斯特很快将巴斯德的研究成果应用到医院，开发出第一种用石炭酸清洁器械、手和伤口的消毒技术。 1928 年，苏格兰研究人员亚历山大·弗莱明意外发现了青霉素，引发了数十年的抗生素研究。
现在，一些细菌正在对抗生素产生耐药性，我们需要向大自然求助，以帮助我们发现对抗感染的新方法。
蝉翼纳米柱可能是我们细菌库中的下一个武器。 有一天，手术器械、生物医学植入物、门把手和食物准备表面可能会涂上微小的锥体，以在细菌入侵之前将其杀死。
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上次更新时间8年2021月XNUMX日