Šis raksts ir pārskatīts saskaņā ar Science X redakcijas procedūrām un politiku. Redaktori, nodrošinot satura integritāti, ir uzsvēruši šādas īpašības:
Sēnīšu un baktēriju lipīgais ārējais slānis, ko sauc par “ārpusšūnu matricu” jeb ECM, ir želejveida konsistencei līdzīgs un darbojas kā aizsargslānis un apvalks. Taču saskaņā ar nesen žurnālā iScience publicētu pētījumu, ko veica Masačūsetsas Amherstas Universitāte sadarbībā ar Vusteras Politehnisko institūtu, dažu mikroorganismu ECM veido želeju tikai skābeņskābes vai citu vienkāršu skābju klātbūtnē. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Tā kā ECM ir svarīga loma visā, sākot no antibiotiku rezistences līdz aizsērējušām caurulēm un medicīnas ierīču piesārņojumam, izpratne par to, kā mikroorganismi manipulē ar saviem lipīgajiem gēla slāņiem, rada plašu ietekmi uz mūsu ikdienas dzīvi.
“Mani vienmēr ir interesējušas mikrobu ārējās šūnas (ECM),” sacīja Barijs Gudels, Masačūsetsas Amherstas Universitātes mikrobioloģijas profesors un raksta vecākais autors. “Cilvēki bieži domā par ECM kā inertu aizsargājošu ārējo slāni, kas aizsargā mikroorganismus. Bet tas var darboties arī kā kanāls, kas ļauj barības vielām un enzīmiem pārvietoties mikrobu šūnās un iziet no tām.”
Pārklājumam ir vairākas funkcijas: tā lipīgums nozīmē, ka atsevišķi mikroorganismi var salipt kopā, veidojot kolonijas jeb “bioplēves”, un, ja to dara pietiekami daudz mikroorganismu, tas var aizsprostot caurules vai piesārņot medicīnisko aprīkojumu.
Taču apvalkam jābūt arī caurlaidīgam. Daudzi mikroorganismi caur ECM izdala dažādus enzīmus un citus metabolītus materiālā, ko tie vēlas apēst vai inficēt (piemēram, pūstošā koksnē vai mugurkaulnieku audos), un pēc tam, kad enzīmi pabeidz savu gremošanas darbu, pārvieto barības vielas caur ECM. Savienojums tiek absorbēts atpakaļ organismā. Ārpusšūnu matrice.
Tas nozīmē, ka ECM nav tikai inerts aizsargslānis; Patiesībā, kā pierādīja Gudels un viņa kolēģi, mikroorganismiem piemīt spēja kontrolēt sava ECM lipīgumu un līdz ar to arī caurlaidību. Kā viņi to dara? Fotoattēla autors: B. Gudels
Sēnēs sekrēcija, šķiet, ir skābeņskābe — izplatīta organiskā skābe, kas dabiski atrodama daudzos augos. Kā atklāja Gudels un viņa kolēģi, daudzi mikrobi, šķiet, izmanto to izdalīto skābeņskābi, lai saistītos ar ogļhidrātu ārējo slāni, veidojot lipīgu, želejveida ECM.
Bet, kad komanda iedziļinājās rūpīgāk, viņi atklāja, ka skābeņskābe ne tikai palīdzēja veidot ECM, bet arī "regulēja" to: jo vairāk skābeņskābes mikrobi pievienoja ogļhidrātu-skābju maisījumam, jo ​​viskozāks kļuva ECM. Jo viskozāks kļūst ECM, jo vairāk tas bloķē lielu molekulu iekļūšanu mikrobā vai iziešanu no tā, savukārt mazākas molekulas var brīvi iekļūt mikrobā no vides un otrādi.
Šis atklājums apstrīd tradicionālo zinātnisko izpratni par to, kā dažādie sēnīšu un baktēriju izdalīto savienojumu veidi faktiski nonāk no šiem mikroorganismiem vidē. Gudels un kolēģi ieteica, ka dažos gadījumos mikroorganismiem, iespējams, būs vairāk jāpaļaujas uz ļoti mazu molekulu sekrēciju, lai uzbruktu matricai vai audiem, no kuriem mikroorganisms ir atkarīgs, lai izdzīvotu vai inficētos.
Tas nozīmē, ka mazu molekulu sekrēcijai var būt arī liela nozīme patogenēzē, ja lielāki enzīmi nevar izkļūt cauri mikrobu ekstracelulārajai matricai.
“Šķiet, ka pastāv zelta vidusceļš,” sacīja Gudels, “kur mikroorganismi var kontrolēt skābuma līmeni, lai pielāgotos konkrētai videi, saglabājot dažas no lielākajām molekulām, piemēram, fermentus, vienlaikus ļaujot mazākām molekulām viegli iziet cauri ECM.”
ECM modulācija ar skābeņskābi varētu būt veids, kā mikroorganismi var pasargāt sevi no pretmikrobu līdzekļiem un antibiotikām, jo ​​daudzas no šīm zālēm sastāv no ļoti lielām molekulām. Tieši šī pielāgošanas spēja varētu būt galvenais, lai pārvarētu vienu no galvenajiem šķēršļiem pretmikrobu terapijā, jo ECM manipulēšana, lai padarītu to caurlaidīgāku, varētu uzlabot antibiotiku un pretmikrobu līdzekļu efektivitāti.
"Ja mēs varam kontrolēt tādu mazu skābju kā oksalāts biosintēzi un sekrēciju noteiktos mikrobos, mēs varam kontrolēt arī to, kas nonāk mikrobos, kas varētu ļaut mums labāk ārstēt daudzas mikrobu slimības," sacīja Gudels.
Papildinformācija: Gabriels Peress-Gonzaless u.c., Oksalātu mijiedarbība ar beta-glikānu: ietekme uz sēnīšu ekstracelulāro matricu un metabolītu transportu, iScience (2023). DOI: 10.1016/j.isci.2023.106851
Ja pamanāt drukas kļūdu, neprecizitāti vai vēlaties iesniegt pieprasījumu rediģēt saturu šajā lapā, lūdzu, izmantojiet šo veidlapu. Vispārīgiem jautājumiem, lūdzu, izmantojiet mūsu kontaktformu. Vispārīgām atsauksmēm izmantojiet tālāk redzamo publisko komentāru sadaļu (izpildiet norādījumus).
Jūsu atsauksmes mums ir ļoti svarīgas. Tomēr, ņemot vērā lielo ziņojumu skaitu, mēs nevaram garantēt personalizētu atbildi.
Jūsu e-pasta adrese tiek izmantota tikai, lai paziņotu adresātiem, kas nosūtīja e-pastu. Ne jūsu adrese, ne adresāta adrese netiks izmantota nekādiem citiem mērķiem. Jūsu ievadītā informācija tiks parādīta jūsu e-pastā un Phys.org to nekādā veidā nesaglabās.
Saņemiet iknedēļas un/vai ikdienas atjauninājumus savā iesūtnē. Jūs varat jebkurā laikā atteikties no abonēšanas, un mēs nekad neizpaudīsim jūsu datus trešajām personām.
Mūsu saturs ir pieejams ikvienam. Apsveriet iespēju atbalstīt Science X misiju, izveidojot Premium kontu.
Šī tīmekļa vietne izmanto sīkfailus, lai atvieglotu navigāciju, analizētu jūsu pakalpojumu lietošanu, apkopotu reklāmas personalizācijas datus un sniegtu saturu no trešajām pusēm. Izmantojot mūsu tīmekļa vietni, jūs apliecināt, ka esat izlasījis un sapratis mūsu Privātuma politiku un Lietošanas noteikumus.