Флуоресцентная микроскопия отслеживает прикрепление фагов к бактериям в реальном времени
Исследователи из Йельского университета разработали новый метод для количественной оценки динамики прикрепления бактериофагов (вирусов, поражающих бактерии) к клеткам-хозяевам. Метод использует флуоресцентную микроскопию и отслеживание частиц, позволяя наблюдать взаимодействия на уровне отдельных вирусных частиц. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Новый подход к измерению «прилипания»
Традиционный метод оценки прикрепления фагов — анализ адсорбции — требует много ресурсов и труда, но даёт лишь усреднённые данные на уровне популяции. Новый метод позволяет измерять «время задержки» (dwell time) — продолжительность взаимодействия отдельной фаговой частицы с бактериальной клеткой.
«Мы решили измерить прикрепление отдельных вирусных частиц к клеткам, визуализируя их непосредственно под микроскопом», — сказал ведущий автор исследования Джйот Антани. «Используя автоматическое отслеживание частиц, мы вычисляем время, которое фаг проводит, взаимодействуя с бактериальными клетками... По сути, мы используем микроскоп, чтобы измерить "липкость" фагов к бактериям».
Как это работает
- Вирусы метят флуоресцентным красителем.
- Бактерии иммобилизуют на поверхности стеклянного покровного стекла.
- Камера записывает видео их взаимодействия.
- Автоматическое отслеживание частиц строит X–Y траектории отдельных фагов.
Исследователи отметили значительную вариацию в продолжительности этих траекторий, что подчёркивает неоднородность прикрепления вирусных частиц. Среднее время задержки, рассчитанное новым методом, хорошо согласуется с традиционными константами скорости адсорбции.
Значение и перспективы
Метод открывает возможности для:
- Выявления фагов с наилучшим связыванием для конкретных штаммов бактерий (включая образцы от пациентов).
- Повышения специфичности фагов для идентификации бактериальных видов в клинических и экологических образцах.
- Разработки портативных устройств для диагностики на месте.
«Мы стремимся разработать портативное устройство для диагностики на месте и ищем партнёрства в промышленности, чтобы ускорить этот процесс», — добавил Антани.
Исследователи планируют продолжить работу с Yale Ventures для лицензирования технологии и видят потенциал в разработке других методов для измерения характеристик отдельных вирусных частиц на последующих стадиях инфекции.