See artikkel on läbi vaadatud vastavalt Science X-i toimetusprotseduuridele ja -poliitikale. Toimetajad on sisu terviklikkuse tagamisel rõhutanud järgmisi omadusi:
Seente ja bakterite kleepuv väliskiht, mida nimetatakse "rakuväliseks maatriksiks" ehk ECM, on želee konsistentsiga ning toimib kaitsekihi ja kestana. Kuid hiljuti ajakirjas iScience avaldatud uuringu kohaselt, mille viis läbi Massachusettsi Amhersti Ülikool koostöös Worcesteri Polütehnilise Instituudiga, moodustab mõnede mikroorganismide ECM geeli ainult oblikhappe või muude lihhapete juuresolekul. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Kuna ECM mängib olulist rolli kõiges alates antibiootikumiresistentsusest kuni ummistunud torude ja meditsiiniseadmete saastumiseni, on mikroorganismide kleepuvate geelikihtide manipuleerimise mõistmisel laialdane mõju meie igapäevaelule.
„Mind on alati huvitanud mikroobsed rakuvälised meediumid (ECM),“ ütles Barry Goodell, Massachusettsi Amhersti ülikooli mikrobioloogiaprofessor ja artikli vanemautor. „Inimesed peavad ECM-i sageli inertseks kaitsvaks väliskihiks, mis kaitseb mikroorganisme. Kuid see võib toimida ka kanalina, mis võimaldab toitainetel ja ensüümidel mikroobrakkudesse siseneda ja sealt välja liikuda.“
Kate täidab mitut funktsiooni: selle kleepuvus tähendab, et üksikud mikroorganismid saavad kokku kleepuda, moodustades kolooniaid ehk „biokilesid“, ja kui piisavalt palju mikroorganisme seda teeb, võib see ummistada torusid või saastata meditsiiniseadmeid.
Kuid kest peab olema ka läbilaskev. Paljud mikroorganismid eritavad rakuvälise maatriksi kaudu mitmesuguseid ensüüme ja muid metaboliite materjali, mida nad tahavad süüa või nakatada (näiteks mädanenud puitu või selgroogsete kudesid), ja seejärel, kui ensüümid on oma seedimise lõpetanud, liigutavad toitained läbi rakuvälise maatriksi. Ühend imendub tagasi kehasse. rakuväline maatriks.
See tähendab, et rakuväline kiht (ECM) ei ole lihtsalt inertne kaitsekiht; tegelikult, nagu Goodell ja tema kolleegid on näidanud, näib mikroorganismidel olevat võime kontrollida oma ECM-i kleepuvust ja seega ka selle läbilaskvust. Kuidas nad seda teevad? Foto autor: B. Goodell
Seentes näib eritis olevat oblikhape, tavaline orgaaniline hape, mida leidub looduslikult paljudes taimedes. Nagu Goodell ja tema kolleegid avastasid, kasutavad paljud mikroobid just seda oblikhapet süsivesikute väliskihiga seondumiseks, moodustades kleepuva, ​​geelitaolise rakuvälise maatriksi.
Aga kui meeskond lähemalt uuris, avastasid nad, et oblikhape mitte ainult ei aidanud kaasa rakuvälise maatriksi (ECM) tekkele, vaid ka "reguleeris" seda: mida rohkem oblikhapet mikroobid süsivesikute-hapete segule lisasid, seda viskoossemaks ECM muutus. Mida viskoossemaks ECM muutub, seda rohkem see blokeerib suurte molekulide sisenemist või väljumist mikroobist, samas kui väiksemad molekulid jäävad vabaks mikroobi sisenemiseks keskkonnast ja vastupidi.
See avastus seab kahtluse alla traditsioonilise teadusliku arusaama sellest, kuidas seente ja bakterite poolt eraldatavad eri tüüpi ühendid tegelikult nendest mikroorganismidest keskkonda satuvad. Goodell ja tema kolleegid pakkusid välja, et mõnel juhul peavad mikroorganismid ellujäämiseks või nakatumiseks vajaliku maatriksi või koe ründamiseks rohkem toetuma väga väikeste molekulide sekretsioonile.
See tähendab, et väikeste molekulide sekretsioon võib samuti mängida suurt rolli patogeneesis, kui suuremad ensüümid ei suuda läbida mikroobset rakuvälist maatriksit.
„Näib olevat olemas vahepealne variant,“ ütles Goodell, „kus mikroorganismid saavad happesuse taset kontrollida, et kohaneda konkreetse keskkonnaga, säilitades mõned suuremad molekulid, näiteks ensüümid, samal ajal võimaldades väiksematel molekulidel ECM-ist kergesti läbi pääseda.“
Oksalhappe abil rakuvälise maatriksi (ECM) moduleerimine võib olla mikroorganismidele viis end antimikroobsete ainete ja antibiootikumide eest kaitsta, kuna paljud neist ravimitest koosnevad väga suurtest molekulidest. Just see kohandamisvõime võib olla võtmeks ühe peamise antimikroobse ravi takistuse ületamisel, kuna ECM-i manipuleerimine selle läbilaskvamaks muutmiseks võib parandada antibiootikumide ja antimikroobsete ainete efektiivsust.
„Kui suudame teatud mikroobides kontrollida väikeste hapete, näiteks oksalaadi, biosünteesi ja sekretsiooni, saame kontrollida ka seda, mis mikroobidesse satub, mis võimaldaks meil paljusid mikroobseid haigusi paremini ravida,“ ütles Goodell.
Lisateave: Gabriel Perez-Gonzalez jt, Oksalaatide interaktsioon beeta-glükaaniga: mõju seente rakuvälisele maatriksile ja metaboliitide transpordile, iScience (2023). DOI: 10.1016/j.isci.2023.106851
Kui märkate trükiviga, ebatäpsust või soovite esitada taotluse selle lehe sisu muutmiseks, kasutage palun seda vormi. Üldiste küsimuste korral kasutage meie kontaktvormi. Üldise tagasiside saamiseks kasutage allpool olevat avalike kommentaaride jaotist (järgige juhiseid).
Teie tagasiside on meile väga oluline. Suure sõnumite hulga tõttu ei saa me aga garanteerida personaalset vastust.
Teie e-posti aadressi kasutatakse ainult selleks, et teavitada saajaid, kes e-kirja saatis. Ei teie ega saaja aadressi ei kasutata muul eesmärgil. Sisestatud teave kuvatakse teie e-kirjas ja Phys.org ei salvesta seda mingil kujul.
Saate oma postkasti iganädalasi ja/või igapäevaseid värskendusi. Saate igal ajal tellimuse tühistada ja me ei jaga kunagi teie andmeid kolmandate osapooltega.
Meie sisu on kõigile kättesaadav. Kaalu Science X missiooni toetamist premium-kontoga.
See veebisait kasutab küpsiseid navigeerimise hõlbustamiseks, teie teenuste kasutamise analüüsimiseks, reklaamide isikupärastamise andmete kogumiseks ja kolmandate osapoolte sisu pakkumiseks. Meie veebisaiti kasutades kinnitate, et olete lugenud ja mõistate meie privaatsuspoliitikat ja kasutustingimusi.