Seente ja bakterite kleepuv väliskiht, mida nimetatakse "rakuväliseks maatriksiks" ehk ECM, on želee konsistentsiga ning toimib kaitsekihi ja kestana. Kuid ajakirjas iScience avaldatud hiljutise uuringu kohaselt, mille viis läbi Massachusettsi Amhersti Ülikool koostöös Worcesteri Polütehnilise Instituudiga, moodustab mõnede mikroorganismide ECM geeli ainult oblikhappe või muude lihhapete juuresolekul. Kuna ECM-il on oluline roll 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 membraansed kihid (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 olla ka kanaliks toitainetele ja ensüümidele mikroobrakkudesse ja neist välja.“
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 (ECM) kaudu mitmesuguseid ensüüme ja muid metaboliite materjali, mida nad tahavad süüa või nakatada (näiteks mädanenud puitu või selgroogsete kudedesse), ning seejärel, kui ensüümid on oma töö lõpetanud, algab seedimise ülesanne – toitainete tagasitoomine ECM-i kaudu.
See tähendab, et rakuväline membraan (ECM) ei ole lihtsalt inertne kaitsekiht; tegelikult, nagu Goodell ja tema kolleegid näitasid, näib mikroorganismidel olevat võime kontrollida oma ECM-i viskoossust ja seega ka selle läbilaskvust. Kuidas nad seda teevad?
Seentes näib eritis olevat oblikhape, tavaline orgaaniline hape, mida leidub looduslikult paljudes taimedes, ja nagu Goodell ja tema kolleegid avastasid, näivad paljud mikroorganismid kasutavat nende eritatavat oblikhapet süsivesikute väliskihtidega seondumiseks, moodustades kleepuva aine, tarretisesarnase rakuvälise rakumembraani.
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 olulist rolli patogeneesis, kui suuremad ensüümid ei suuda läbida mikroobset rakuvälist maatriksit.
„Näib olevat olemas kompromiss,“ 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. ECM-i moduleerimine oblikhappega 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 antimikroobse ravi ühe peamise takistuse ületamisel, kuna ECM-i manipuleerimine selle läbilaskvamaks muutmiseks võib parandada antibiootikumide ja antimikroobsete ainete efektiivsust.“

„Kui suudame kontrollida teatud mikroobides väikeste hapete, näiteks oksalaadi, biosünteesi ja sekretsiooni, saame kontrollida ka seda, mis mikroobidesse satub, mis võimaldaks meil paljusid mikroobseid haigusi paremini ravida,“ ütles Goodell.
2022. aasta detsembris sai mikrobioloog Yasu Morita riiklikelt tervishoiuinstituutidelt toetuse uuringute toetamiseks, mille lõppeesmärk on uute ja tõhusamate tuberkuloosiravimite väljatöötamine.

Kui soovite rohkem teavet, saatke mulle palun e-kiri.
E-post：
info@pulisichem.cn
Tel：
+86-533-3149598