นักฟิสิกส์มักไตร่ตรองสิ่งเล็ก ๆ แต่อาจไม่ใช่สิ่งที่อยู่ในใจของเว็บตรง Kerwyn Casey “KC” Huang เขาอยากรู้ว่าการเป็นแบคทีเรียเป็นอย่างไร”คำถามที่สร้างแรงบันดาลใจของฉันเกี่ยวกับการทำความเข้าใจความท้าทายทางกายภาพที่เซลล์แบคทีเรียต้องเผชิญ” เขากล่าว แบคทีเรียเป็นรูปแบบชีวิตที่โดดเด่นบนโลก ส่งผลต่อสุขภาพของพืชและสัตว์ รวมทั้งมนุษย์ ในทางที่ดีและไม่ดี ทว่านักวิทยาศาสตร์รู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับกฎเกณฑ์ที่จุลินทรีย์อาศัยอยู่ Huang จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าวว่าแม้แต่คำถามพื้นฐานเกี่ยวกับวิธีที่แบคทีเรียกำหนดรูปร่างของพวกมันยังคงอยู่ในอากาศ
Huang วัย 38 ปีกำลังจะเปลี่ยนแปลงสิ่งนั้น เขาและเพื่อนร่วมงาน
ได้กำหนดสิ่งที่ทำให้แบคทีเรียอหิวาตกโรคมีรูปร่างโค้งและไม่สำคัญ (โปรตีนโพลีเมอร์และไม่สำคัญ; เส้นโค้งทำให้อหิวาตกโรคง่ายขึ้น) ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของแสงส่งผลต่อการเคลื่อนไหวของแบคทีเรียสังเคราะห์แสง อย่างไร (สีแดง และความยาวคลื่นสีเขียวกระตุ้นการเคลื่อนไหว แสงสีน้ำเงินจะหยุดจุลินทรีย์ในเส้นทางของพวกมัน) วิธีที่แบคทีเรียประสานกลไกการแบ่งเซลล์และการเติบโตของแบคทีเรียสังเคราะห์แสงเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในแสงและความมืด
ผลการวิจัยทั้งสี่ข้อและอื่น ๆ ได้รับการตีพิมพ์ในช่วงสามเดือนแรกของปีนี้
แบคทีเรียที่เติบโตในลำไส้ของหนู
KC Huang และคณะทำแผนที่ที่แบคทีเรีย (สีเหลือง สีชมพู และสีแดง) เติบโตที่เยื่อบุลำไส้ของหนู เมือก (สีเขียว) แยกจุลินทรีย์ออกจากเซลล์ของเมาส์ (สีน้ำเงิน)
KRISTEN EARLE, GABRIEL BILLINGS, KERWYN CASEY HUANG และ JUSTIN SONNENBURG
Huang ยังมองหาวิธีการใช้เครื่องมือและเทคนิคที่ทีม
ของเขาพัฒนาขึ้นเพื่อแก้ปัญหาที่ไม่เกี่ยวข้องกับแบคทีเรีย โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่วัดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์แบคทีเรียยังสามารถติดตามเซลล์ในรากพืชและในการพัฒนาตัวอ่อนม้าลาย
เขายังช่วยกำหนดว่ากิจกรรมและความเสถียรของโปรตีนมีส่วนทำให้เกิดโรคทางพันธุกรรมของมนุษย์ได้อย่างไร
นักฟิสิกส์โดยการฝึกอบรม Huang เจาะลึกลงไปในชีววิทยา ชีวเคมี นิเวศวิทยาของจุลินทรีย์ พันธุศาสตร์ วิศวกรรม วิทยาการคอมพิวเตอร์และอื่น ๆ โดยร่วมมือกับนักวิทยาศาสตร์ที่หลากหลายจากทั่วทุกสาขา เขาร่วมมือกับน้องสาวนักสถิติของเขาด้วยซ้ำ เขาเป็น “นักวิทยาศาสตร์แบบครบวงจร” เน็ด วินกรีน ผู้ร่วมงานกันมานาน นักชีวฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันกล่าว
เมื่อ Huang เริ่มห้องปฏิบัติการของเขาที่ Stanford ในปี 2008 หลังจากได้รับปริญญาเอก ที่ MIT และใช้เวลาที่ Princeton ในฐานะเพื่อนดุษฎีบัณฑิต ภูมิหลังของเขาเป็นเพียงทฤษฎีเท่านั้น เขาออกแบบและดำเนินการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ จากนั้นผู้ทำงานร่วมกันก็ทำการทดลอง แต่ในไม่ช้า เขาต้องการทำวิจัยเชิงปฏิบัติด้วยเพื่อเรียนรู้ว่าทำไมเซลล์ถึงเป็นอย่างที่เป็น
คริสติน เจคอบส์-วากเนอร์ นักจุลชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยเยล ซึ่งศึกษารูปร่างของเซลล์แบคทีเรียกล่าวว่า การก้าวกระโดดดังกล่าว “ไม่ใช่เรื่องเล็กน้อย” แต่หวงเป็น “นักทดลองที่ดีจริงๆ” เธอกล่าว
Jacobs-Wagner รู้สึกประทับใจเป็นพิเศษกับ “การทดลองไมโครฟลูอิดิกส์ที่ยอดเยี่ยม” Huang ได้ทำการทดสอบความจริงที่เป็นที่ยอมรับว่าแบคทีเรียเติบโตอย่างไร นักวิจัยเคยคิดว่าแรงดัน turgor – แรงดันน้ำภายในเซลล์ที่ดันเยื่อหุ้มชั้นนอกกับผนังเซลล์ – ควบคุมการเติบโตของแบคทีเรีย เช่นเดียวกับในพืช แต่การขจัดแรงกดดัน turgor ไม่ได้เปลี่ยนอัตราการเติบโตของE. coli Huang และเพื่อนร่วมงานรายงานในปี 2014 ในProceedings of the National Academy of Sciences “ผลลัพธ์นี้ทำให้ฉันคิดไม่ออก” เจคอบส์-วากเนอร์กล่าว การค้นพบนี้ “ทำลายรากฐาน” ของสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์คิดเกี่ยวกับการเติบโตของแบคทีเรีย
“เขาใช้การทดลองอันชาญฉลาดเพื่อท้าทายกระบวนทัศน์แบบเก่า” เจคอบส์-วากเนอร์กล่าว “หลายครั้งที่เขาคิดเคล็ดลับใหม่เพื่อตอบคำถามยากๆ”
แบคทีเรียในลำไส้เติบโตที่ไหนและเมื่อไหร่? ไม่มีใครรู้ว่า. เราจะไม่รู้ได้อย่างไรว่า มันเป็นพื้นฐานโดยสิ้นเชิงเว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
