惊喜元素

里德生物学家调查了一个令人揪心的谜团。

在生物系大楼的地下室深处，13年级的阿南德·潘恰尔上个学期用地球上最具破坏性的微生物之一感染了人类细胞。

问题中的细菌是肠致病性大肠杆菌（EPEC），一种险恶的病原体，是发展中国家导致腹泻的主要原因之一，这种疾病用现代医学很容易控制，但对贫困地区的儿童来说，这种疾病可能是致命的，因为他们无法获得高质量的医疗保健。根据世界卫生组织（World Health Organization）的数据，腹泻是导致五岁以下儿童死亡的第二大原因，仅2009年一年就造成150万人死亡。

在过去的三年里，杰伊·梅利斯教授[生物学1999 -]和他的学生们一直在研究一种对抗epec -锌的非常规武器。

EPEC附着在肠细胞上，用腐蚀性蛋白质攻击它们。这使得肠道很难或不可能吸收营养；身体不是消化食物并将废物作为粪便丢弃，而是全盘排斥并将其冲入消化道，导致脱水、营养不良，甚至死亡。

但新的发现表明，可能有一种方法可以减轻EPEC的破坏性影响。发展中国家的流行病学研究表明，接受锌治疗的患者恢复得更快，症状也更少。锌是一种通常用于防止其他金属被锈蚀的金属。

然而，锌究竟是如何抑制EPEC的还不清楚，这就是里德的切入点。专门研究细菌遗传学的梅利斯教授最初是在布法罗大学（University of Buffalo）和新墨西哥大学（University of New Mexico）的研究人员的要求下开始研究这个问题的，他们怀疑锌会特异性地改变细菌的基因表达，使其毒性降低。

媚兰没有找到任何证据来证明这个理论，但是他却发现了别的东西。不知何故，锌破坏了EPEC每个细胞周围的膜，使其能够破坏肠道内壁。就像锌可以保护铁丝网免受雨水和盐的腐蚀一样，它可以保护肠道细胞免受细菌的腐蚀。梅利斯解释说：“它不一定能杀死细菌，只是把它们打倒一点。”梅利斯和他的同事去年在《BMC微生物学》上发表了这些研究结果。

尽管他们现在对发生的事情有了更好的了解，Mellies和Panchal仍在继续揭示锌是如何削弱EPEC膜的。一种可能是锌使EPEC更难附着在肠壁上；另一个原因是它使它更难释放出真正腐蚀内膜的蛋白质。

梅利斯曾与几位威博体育的学生在这方面进行过合作，包括11年级的凯瑟琳·托马斯、12年级的迈克尔·特维和12年级的尼尔·埃文斯，他们被列为BMC微生物学论文的共同作者。该项目由美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）资助，它不只是让学生扮演一个象征性的角色。“我们的研究是由学生推动的，”梅利斯说。“这取决于学生。没有他们，我不可能完成这项工作。”

潘查尔说：“这是一段坎坷的旅程，有成功也有失败，但我非常喜欢实验室的工作。”潘查尔计划就读医威博体育APP或攻读微生物学博士学位，他很高兴有机会参与一个“具有直接医疗保健意义”的项目。

有了更好的了解锌如何缓解EPEC和其他形式的症状大肠杆菌腹泻，卫生当局更有可能采用它作为一种标准疗法。事实上，随着抗生素耐药性变得越来越普遍，对替代治疗的需求比以往任何时候都更加强烈。这个问题并不局限于发展中国家。2011年，爆发了食源性疾病大肠杆菌在德国，这种疾病导致51人死亡，数千人患上重病。“急性腹泻感染是世界范围内的一个大问题，”Mellies说，她乐观地认为锌可以在治疗这种疾病中发挥重要作用。

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