細菌到了太空變得更強大!一般劑量的抗生素殺不死

作者 | 發布日期 2017 年 09 月 15 日 16:00 | 分類 天文 , 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

細菌在零重力的外太空環境下,竟然可以靠著「變形」來茁壯!研究人員針對國際太空站上常見的大腸桿菌(SSI)進行研究實驗,驚訝發現細菌於零重力情況下會群聚縮成團狀,他們認為這是為了生存下去而呈現的防禦性動作,想殺死它們就必須用更高濃度的抗生素。隨著人類向外太空拓展的野心越來越大,萬一太空人在長途星際旅程中不幸嚴重感染,很可能會因此喪命。



這些大腸桿菌送進國際太空站後,經太空人啟動設計好的試管實驗,之後再透過 SpaceX 的天龍號太空船帶回地球和對照組比較。實驗中,研究團隊利用 7 種不同濃度的「硫酸見大黴素」(Gentamicin Sulfate)攻擊培養皿中的大腸桿菌。硫酸見大黴素是一種在地球上可輕易殺死大腸桿菌的抗生素,但令研究人員瞠目結舌的是,相同濃度的抗生素竟然治不了太空中的大腸桿菌,它們甚至忽略這種不痛不癢的抑制,繼續成長。

和地球對照組相比,太空培養皿的細菌數量增加了 13 倍,細胞包膜厚度增加 25%~43%,體積則縮小 73%。研究主要作者科羅拉多大學波德分校 Luis Zea 博士說,雖然細菌體積縮水了,但取而代之的是變厚、變硬的細胞壁與外膜,更強力保護細胞不被抗生素消滅;其次,太空中的細菌會聚集成團塊,正所謂「團結力量大」,這些細菌以量取勝,讓位於較外部的菌形成銅牆鐵壁(敢死隊?)來保護內部的菌。

▲ 上圖為地球對照組,下圖為太空實驗組,太空中的細菌會聚成團塊,研究團隊認為這是種防禦機制。(Source:研究論文

此外,太空中的大腸桿菌還在細胞壁外觀察到產生外膜囊泡,這些小囊泡可當作細胞之間相互溝通的橋梁,科學家認為,這些都可能涉及細菌免受抗生素攻擊的防禦機制,可以依此進一步發現大腸桿菌的生態。

▲ 左圖為地球對照組,右圖為太空實驗組,太空中的細菌在細胞壁外生出外膜囊泡。(Source:研究論文

類似的研究對未來的太空旅行至關重要,比如 1984 年的「太空條件下細菌細胞的結構功能變化」研究、1994 年的「太空條件下細菌和抗生素的行為」等。團隊表示,一旦太空人生病了,但常見的抗生素沒有治療效力,很可能就會客死異鄉。人類除了要擔心宇宙輻射外,會變形的強韌細菌也是生命一大威脅,如果沒有克服這項課題,前往火星、甚至出走太陽系的夢想都得擱在一旁。這項研究已發表在《Frontiers in Microbiology》雜誌。

(首圖來源:pixabay)