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Programmed Death of Injured Pseudomonas aeruginosa on Mechano-Bactericidal Surfaces
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2022-01-18 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c04243 Shuo Zhao 1 , Zheyu Li 1 , Denver P Linklater 2 , Lin Han 3 , Peng Jin 3 , Liping Wen 4 , Chuan Chen 1 , Defeng Xing 1 , Nanqi Ren 1 , Kai Sun 1 , Saulius Juodkazis 5 , Elena P Ivanova 2 , Lei Jiang 4
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2022-01-18 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c04243 Shuo Zhao 1 , Zheyu Li 1 , Denver P Linklater 2 , Lin Han 3 , Peng Jin 3 , Liping Wen 4 , Chuan Chen 1 , Defeng Xing 1 , Nanqi Ren 1 , Kai Sun 1 , Saulius Juodkazis 5 , Elena P Ivanova 2 , Lei Jiang 4
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Mechano-bactericidal surfaces deliver lethal effects to contacting bacteria. Until now, cell death has been attributed to the mechanical stress imparted to the bacterial cell envelope by the surface nanostructures; however, the process of bacterial death encountering nanostructured surfaces has not been fully illuminated. Here, we perform an in-depth investigation of the mechano-bactericidal action of black silicon (bSi) surfaces toward Gram-negative bacteria Pseudomonas aeruginosa. We discover that the mechanical injury is not sufficient to kill the bacteria immediately due to the survival of the inner plasma membrane. Instead, such sublethal mechanical injury leads to apoptosis-like death (ALD) in affected bacteria. In addition, when the mechanical stress is removed, the self-accumulated reactive oxygen species (ROS) incur poststress ALD in damaged cells in a nonstressed environment, revealing that the mechano-bactericidal actions have sustained physiological effects on the bacterium. This work creates a new facet and can introduce many new regulation tools to this field.
中文翻译：
机械杀菌表面上受伤的铜绿假单胞菌程序性死亡
机械杀菌表面对接触的细菌产生致命影响。到目前为止，细胞死亡归因于表面纳米结构赋予细菌细胞包膜的机械应力。然而，遇到纳米结构表面的细菌死亡过程尚未完全阐明。在这里，我们对黑硅 (bSi) 表面对革兰氏阴性细菌铜绿假单胞菌的机械杀菌作用进行了深入研究. 我们发现，由于内部质膜的存活，机械损伤不足以立即杀死细菌。相反，这种亚致死性机械损伤会导致受影响的细菌发生凋亡样死亡 (ALD)。此外，当去除机械应力时，自积累的活性氧（ROS）在非应激环境中的受损细胞中会引起应激后 ALD，这表明机械杀菌作用对细菌具有持续的生理作用。这项工作创造了一个新的方面，可以为该领域引入许多新的监管工具。
更新日期：2022-02-09
中文翻译：
机械杀菌表面上受伤的铜绿假单胞菌程序性死亡
机械杀菌表面对接触的细菌产生致命影响。到目前为止，细胞死亡归因于表面纳米结构赋予细菌细胞包膜的机械应力。然而，遇到纳米结构表面的细菌死亡过程尚未完全阐明。在这里，我们对黑硅 (bSi) 表面对革兰氏阴性细菌铜绿假单胞菌的机械杀菌作用进行了深入研究. 我们发现，由于内部质膜的存活，机械损伤不足以立即杀死细菌。相反，这种亚致死性机械损伤会导致受影响的细菌发生凋亡样死亡 (ALD)。此外，当去除机械应力时，自积累的活性氧（ROS）在非应激环境中的受损细胞中会引起应激后 ALD，这表明机械杀菌作用对细菌具有持续的生理作用。这项工作创造了一个新的方面，可以为该领域引入许多新的监管工具。
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