为了对抗耐抗生素性，一支由加州大学伯克利分校的研究人员组成的团队——其中包括诺贝尔奖得主史蒂文·朱——想要建造一个“破城锤”，来摧毁细菌的城市。虽然还没有完全实现，但在今天发布的一篇论文中，该研究小组宣布，通过一种新的成像技术，他们首次揭示了这些生物膜的结构——以及它们容易受到攻击的地方。
生物膜在殖民时会组织成复杂的结构，细菌通常大部分生命都作为其中一部分存在。虽然这些细菌本身可能对某些药物或抗生素敏感，但当它们被固定在生物膜的蛋白质外壳中时，它们的抗药性可能提高几个数量级。生物膜经常是慢性疾病和伤口的原因，因为一旦它们扎根，就很难根除。有些只能通过手术处理。
但如果细菌发现“人多力量大”，伯克利团队推断，将它们粘合在一起的“胶水”是一个严重的弱点，可以被利用以达到临床效果。加州大学伯克利分校定量生物科学研究所物理系的博士后研究员 Veysel Berk 首先建造了一个超分辨率望远镜，以便他能够物理观察生物膜的发育方式，然后设计了一种名为连续免疫染色法的新型染色方法，用于追踪生物膜构建过程中单个目标分子。
他的发现：使用一种霍乱细菌菌株，Berk注意到，在定居在表面后大约六小时内，细菌就会铺设一种“胶水”来固定自身，然后分裂成子细胞。在完全分裂成两个之前，它将每个子细胞与自身粘合在一起，迅速长成一簇牢固粘合的细菌。然后，菌落开始分泌一种包裹整个群体的蛋白质——一种外层水泥墙，将菌落与外界隔离开来。这些簇进一步组合成生物膜，簇之间有微小的通道，允许废物向外排出，营养物质向内输送。
这是一个巧妙的生物学机制，但既然我们能够看到发生了什么，我们就可以瞄准这种结构的各个部分——无论是最初将细菌粘合在一起的“胶水”，还是包裹着大簇的蛋白质“水泥”（或者两者）。如果外壁坍塌，抗生素就能更容易地进入并摧毁结构的其余部分。
这种成像技术不仅是潜在的医疗突破。生物膜无处不在——在管道和污水管中，在远洋船只的船体上，在我们牙齿上的牙菌斑——因此找到一种分解它们的方法可能在工业、环境保护和修复领域具有潜在的应用。
