人类不是唯一遭受压力的人，甚至微生物也会受到影响。现在，瑞典查尔莫斯理工大学的研究人员设计了一种新方法来研究单个生物细胞如何应对压力。了解这些反应将有助于开发更有效的治疗严重疾病的药物。此外，这项研究甚至可以帮助酿造更好的啤酒。
在充满挑战的环境下，所有生物都承受着压力。细胞和微生物有复杂的系统来控制它们如何适应新的条件。它们可以通过在周围环境中添加或释放许多不同的物质来改变它们的结构。由于这些分子过程的复杂性，理解这些系统是一项艰巨的任务。
Chalmers的研究人员Daniel Midtvedt、ErikOlsn、FredrikH和Gavin Jeffries现在通过研究单个酵母细胞如何对当地环境的变化做出反应取得了重大突破——在这种情况下，就是增加渗透压或盐的浓度。他们都识别并监测了酵母细胞中化合物的变化，其中之一是糖和甘油。此外，它们可以测量不同细胞在各种应激条件下产生甘油的准确性和数量。他们的研究成果现已发表在科学杂志《自然通讯》上。
“酵母和细菌在应对压力时具有非常相似的系统，这意味着从医学角度来看，结果非常有趣。这可以帮助我们理解如何让生命更难入侵我们体内的坏细菌——这是破坏它们防御机制的一种手段，”查尔莫斯生物物理学家、科学论文的主要作者丹尼尔米德维特说。
从2015年开始，他就一直在研究这个课题，并和同事一起开发了一种全息显微镜变体来研究三维细胞。该方法基于干涉成像方法，将激光束分成两路。一个通过了细胞样本，一个失败了。然后两束光束以稍微偏移的角度重新组合。这使得通过光束相移的变化来读取单元特性的变化成为可能。
通过这种研究细胞的方法，研究人员可以看到不同的微生物在压力下会产生什么——而无需使用不同类型的传统“基于标签”的策略。他们的非侵入性策略允许在不损伤细胞的情况下同时检测多种化合物。
研究人员现在计划在一个大规模的合作项目中使用这种新方法来研究目标生物药物的摄入。
“我希望我们能帮助更好地理解药物是如何被人体细胞接收和加工的。能够研发新药是非常重要的。我希望我们能治疗那些今天无法治愈的疾病，”查尔莫斯说。进一步领导配方研究中心的阿斯利康教授是该领域的行业合作伙伴。
除了对医学研究人员的好处之外，提高对压力对酵母细胞影响的认识对食品和饮料行业也很有价值——尤其是在酿造更好的啤酒时。
“酵母对于食品和饮料的制备非常重要，例如烘焙面包和酿造啤酒。酵母物理特性的知识可能非常有价值。我们可以根据我们的要求优化产品，”Daniel Midtvedt说。
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