由约书亚Timmons,生物学,2017

一年前,世界上发现的第一个有希望的新抗生素后发出嗡嗡声30年。这一消息是在日益激烈的担忧导致抗药性细菌,并刊登在《纽约时报》、《福布斯》,NPR, BBC,外交政策和得分的其他主要新闻媒体。新的抗生素是独一无二的对细菌使其dual-mechanism-a双拳发展阻力空前困难——的工具,使其发现:iChip。尽管设备的硅谷魔术的名字,它的发明者,Slava爱泼斯坦教授,在苏联长大了,开始了他的研究。他的无情的方法令人生畏的问题和他的超自然的冥想已经隔离了以前uncultivable微生物做更多的计划。

爱泼斯坦刚到美国时,他几乎没有超过他的家人,走私的猫,和一个“巨大的数据”从他的研究在俄罗斯。不幸的是,他不会说英语。“我有一个博士学位,一些出版物,但没有英语。没有前景的专业工作很快。”相反,他致力于绘画NPR的背景噪音。

“这一次我是刮油漆墙壁,我把耳机。“工作时一门外语的背景声音打了音节的耳塞作为一个无法解释的流。但是,随着时间的推移,开始发生变化。“在八个月,我意识到,它没有背景噪音…我正在听新闻。”

随着时间的推移,他重新启动之前研究的志愿在马萨诸塞州波士顿大学的一个实验室,最终上升到一个博士后职位,同时停车服务员。后几年内到达,他学会了语言和发表了一些论文。爱泼斯坦持续攀升的障碍,首先与东北大学纸币实验室完全由困难需要面对NSF资助,然后微生物学教员的职雷竞技app最新版raybet雷竞技位,也在东北。他描述了艰难但令人兴奋的工作,“我教什么地方的都有,在做全职研究刺激挑战。”

爱泼斯坦博士的研究集中在他所认为的最大障碍的理解微生物。它被称为伟大的平皿计数异常。“挑战是这样的:150年的微生物带入文化一分钟全球微生物多样性的百分比。大约1%。它是小的。例如,“尽管基本观察显微细胞计数明确表示,有大量的微生物环境,科学家们只能培养一小部分。无法生长的微生物实验室环境有重大影响。“剩下的99%是世界上最大的生物和化学新奇,这是未知的和未被人类染指。”

许多研究人员可能已经看到了一个障碍,一个障碍,限制了他们studiable材料,爱泼斯坦看见一个挑战。“这是一个机会,你不能等闲视之。你知道它的存在,你想解决,为此,你必须成为一个微生物学家。”

爱泼斯坦意识到有问题的人的方式接近这个问题。他解释说他的观点与一个多次重复的思想实验,微生物学家试图文化一个殖民地。

微生物的环境,收集单个细菌,然后把它带回实验室培养皿中生长成一个殖民地。另一个微生物学家收集相同的细菌,但中途停止回实验室。第二个微生物学家转身和土壤细菌回到的地方,它也成长为一个殖民地。在这两种情况下细菌是操纵,在这两种情况下产生一个殖民地。,爱泼斯坦总结,培养,代表了一个挑战:越来越多的未知微生物的自然环境是很容易的。真正的问题不在于此。“我们专注于培养,试图在实验室里创造一个完美的生长介质。为什么,当它已经存在,在物种的自然环境我们要成长。我们真正应该关注的是如何单独从其他微生物,微生物的增长,这是一个完全不同的任务。一旦任务是制定这样,解决整个问题变得简单,”爱泼斯坦说。

小从NSF格兰特,爱泼斯坦和他的研究生尺度部分Kaeberlein说到,与东北的抗菌发现中心主任合作,金正日刘易斯,建成并成功测试了一个样品的一种设备,可以使培养的微生物在自然环境。在其基础上,而这一次在美国国家科学基金会的支持下,国家卫生研究院,认可的实验室,他们被称为iChip介绍一个更好的工具。有384个人井,iChip启用栽培未知物种的高通量的方式。

在隔离新细菌对微生物生态学很重要,和理解为什么有些殖民地和其他不增长,iChip主要效用已经在生物技术中的应用。新生命新的和潜在的有用的化学。抓住这个前所未有的机遇,爱泼斯坦和刘易斯一家名为NovoBiotic药品形成的。尽管没有保证临床效益的新化合物,一些已经被证明值得进一步研究。“实践提供了有力的数据支持的假设有很多有趣的新的生物活性化合物,你会发现一个很好的频率,”爱泼斯坦说。

其中之一,teixobactin,代表了一个新的类抗生素对革兰氏阳性病菌。这一发现引起了国际关注在其公布在《自然》杂志上。除了可能成为第一个新类的抗生素30年,复合是独一无二的攻击细菌的方法。通过在细菌灭活两个单独的脂质目标,teixobactin杀死病原体同时从两个不同的方面,这使得抵抗不可能事件的发展。Teixobactin和iChip命名前100名的发现之一《发现》杂志的2015年十大发现之一在2015年由美国新闻国际,和最重要的前五名之一,医学的发展2015年由英国广播公司。除了这些赞誉,爱泼斯坦和路易斯也命名为《外交政策》杂志全球100强的思想家。

NovaBiotic现在有两个其他导致管道:Novo10 Lassomycin。前者是一种很有前途的抗癌剂,而第二个专门针对结核分枝杆菌,结核病的病原体。

当被要求解释他的成功,爱泼斯坦引用愿意跟随自己的利益不顾格兰特气候和主流资金的趋势。“在科学,一直是我想做的事情。他们是符合战略的赠款是什么?不,不一定。毕竟,成功的一个方法是不争夺空间在一个特定的利基,但创建一个完全新的。“让他进化之间的联系工作,他只看到自己的材料的兴趣。“团结我的工作从10年前,20年前我的工作不是这个话题,但是他们都很有趣,我不但是爱上他们,一个接一个。”

已经扩大了可研究的细菌的数量,爱泼斯坦想要进一步的方法去除额外变量的方程。有趣的是,这是他自己和他的微生物学家。隔离细菌研究需要收集样本,获取细胞,盘子,等等。至少,这需要一个人。这是一个限制在爱普斯坦看来,“一个明显的结果,小有可能培养和学习没有微生物的微生物。”由此可见,微生物学是不可能的一个微生物学家,不能去的地方。再次,许多科学家可能会看到一条线在沙子里他们不交叉,在更多的尝试和真正的区域,爱普斯坦认为探索的机会。

“现在我要做的是简化微生物的微生物可以收集,分类,发展,及其属性调查没有一个微生物学家,”爱泼斯坦说。他计划建立在他以前方法的成功与iChip通过隔离芯片内置的纳米传感器,将自然生长的微生物活动记录,并传输数据的科学家——直到这一点不需要。爱普斯坦认为,殖民地性质就像呼吸,新陈代谢,各个方面和种间通信都可以简化为芯片上的数据点的观测下的纳米传感器。

像iChip,爱泼斯坦将立即应用程序通过想象一个测试用例,研究人员正在寻找小说,以前不文明的细菌纤维素降解成生物乙醇的能力。“用你的iPhone,你打开一个阀门,和纤维素是释放到成千上万的iChip隔间,每个都有自己的微生物生长。如果给定的微生物,即使一个上千可以利用纤维素纳米传感器将检测,指出研究的宝贵文化,消除大量的不必要的努力,否则需要。

采取此类设备的潜力,格列佛被称为极端,爱普斯坦认为,新芯片被用于人类尚未访问的地方。今年9月,NASA宣布的发现液态水火星表面的流动,这一事件似乎振荡与地球的季节。好奇号是一个最近发现的高硅浓度,需要的热量和湿气的领域,都要求生活。科学家认为,火星上是否存在微生物,这些区域的位置来支持它。但识别潜在的位置仅仅是第一步。“如果火星上有生命,我们该如何学习呢?”爱泼斯坦问道。他认为格列佛不仅可以检测微生物的生命形式,而且还询问他们,今天真正的东西是不可能没有发送这颗红色星球的微生物学家。

目标可能看起来古怪,但爱泼斯坦已经表明,他的方法可以工作。他以不同的方式看问题的能力和创造自己的解决方案已经证明自己,开启了微生物多样性一个世纪似乎遥不可及的。时间会告诉他愿意按照自己的利益如何改变游戏。