生物被膜是由細(xì)菌胞外大分子包裹形成的有組織的細(xì)菌群體，其通常由細(xì)胞外聚合物組成，包括蛋白質(zhì)、DNA和多糖，生物被膜能夠幫助細(xì)菌抵御抗生素和宿主的免疫防御機(jī)制。值得注意的是，生物被膜會(huì)附著于導(dǎo)尿管、心臟植入物、消毒不充分的外科手術(shù)工具等醫(yī)療器械上，從而引起醫(yī)院獲得性感染。

 綠膿桿菌廣泛分布于自然界及正常人皮膚、腸道和呼吸道，是臨床上常見的條件致病菌之一。綠膿桿菌能產(chǎn)生多種與毒力有關(guān)的物質(zhì)，對(duì)化學(xué)藥物的抵抗力比一般革蘭氏陰性菌強(qiáng)大，并能在多種環(huán)境下形成強(qiáng)健的生物被膜。且細(xì)菌生物被膜是細(xì)菌為適應(yīng)自然環(huán)境有利于生存的一種生命現(xiàn)象， 因此了解生物被膜產(chǎn)生和維持的遺傳調(diào)控具有重要意義。研究其形成機(jī)理有望找到有效的抗菌藥及提高機(jī)體免疫防御能力。

Tung T. Hoang教授等人使用Nicoya的局域表面等離子共振技術(shù)探究了綠膿桿菌生物被膜形成與維持相關(guān)的復(fù)雜基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，由OpenSPR獲得的結(jié)合動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)定量驗(yàn)證了轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子PA1226，PA1413會(huì)同他們的目標(biāo)DNA結(jié)合序列形成穩(wěn)定的復(fù)合體從而調(diào)控生物被膜的形成。相關(guān)研究“Novel dual regulators of Pseudomonas aeruginosa essential for productive biofilms and virulence”發(fā)表在MOLECULAR MICROBIOLOGY。

研究人員首先利用轉(zhuǎn)錄組分析手段篩選到上百種可能參與綠膿桿菌生物被膜形成的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，結(jié)合結(jié)晶紫染色及體內(nèi)感染實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了編碼PA1226蛋白的基因插入缺失能夠顯著減少生物被膜的形成。進(jìn)一步的ChIP-seq，微陣列分析及凝膠阻滯分析結(jié)果表明，存在另一個(gè)輔助調(diào)控因子介導(dǎo)PA1226與目標(biāo)DNA間的相互作用。免疫共沉淀及質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)了PA1413可能與PA1226協(xié)同調(diào)控目標(biāo)DNA。

為了驗(yàn)證PA1226是否與PA1413協(xié)同調(diào)控目標(biāo)DNA，研究人員使用Nicoya的OpenSPR 局域表面等離子共振技術(shù)實(shí)時(shí)定量檢測(cè)了他們之間的相互作用。首先在NTA芯片上偶聯(lián)His-tag的PA1413蛋白，之后分別檢測(cè)了PA1226, DNA，PA1226-DNA混合物與PA1413間的相互作用。當(dāng)PA1226或DNA單獨(dú)上樣時(shí)，并未檢測(cè)到相互作用，而PA1226-DNA混合物產(chǎn)生了非常明顯的濃度依賴結(jié)合曲線，軟件分析得到平衡解離常數(shù)為0.31μM，這個(gè)數(shù)據(jù)科學(xué)的證明了PA1226與PA1413協(xié)同調(diào)控目標(biāo)DNA，從而揭開了生物被膜形成的機(jī)制，為抗菌藥的開發(fā)或機(jī)體免疫防疫機(jī)制開啟一扇大門。

OpenSPR快速證實(shí)了綠膿桿菌生物被膜形成調(diào)控需要PA1226，PA1413，DNA復(fù)合作用。

OpenSPR分子相互作用分析儀可實(shí)時(shí)無(wú)標(biāo)記檢測(cè)分子間的相互作用，通過數(shù)據(jù)判定分子間是間接還是直接相互作用，確定復(fù)合物之間的關(guān)系，從而更深入的闡述生命機(jī)理。