Ta članek je bil pregledan v skladu z uredniškimi postopki in politikami revije Science X. Uredniki so poudarili naslednje lastnosti, hkrati pa zagotovili integriteto vsebine:
Lepljiva zunanja plast gliv in bakterij, imenovana »zunajcelični matriks« ali ECM, ima želejevo konsistenco in deluje kot zaščitna plast in lupina. Toda glede na nedavno študijo, objavljeno v reviji iScience, ki jo je izvedla Univerza Massachusetts Amherst v sodelovanju s Politehničnim inštitutom Worcester, ECM nekaterih mikroorganizmov tvori gel le v prisotnosti oksalne kisline ali drugih preprostih kislin. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Ker ECM igra pomembno vlogo pri vsem, od odpornosti na antibiotike do zamašenih cevi in ​​kontaminacije medicinskih pripomočkov, ima razumevanje, kako mikroorganizmi manipulirajo s svojimi lepljivimi gelskimi plastmi, široke posledice za naše vsakdanje življenje.
»Vedno so me zanimali mikrobni zunajcelični materiali (ECM),« je dejal Barry Goodell, profesor mikrobiologije na Univerzi Massachusetts Amherst in višji avtor članka. »Ljudje pogosto mislijo na zunajcelični material kot inertno zaščitno zunanjo plast, ki ščiti mikroorganizme. Lahko pa deluje tudi kot kanal, ki omogoča hranilom in encimom, da se premikajo v mikrobne celice in iz njih.«
Premaz ima več funkcij: zaradi lepljivosti se lahko posamezni mikroorganizmi zberejo skupaj in tvorijo kolonije ali »biofilme«, in ko to stori dovolj mikroorganizmov, lahko zamašijo cevi ali kontaminirajo medicinsko opremo.
Toda lupina mora biti tudi prepustna. Mnogi mikroorganizmi izločajo različne encime in druge presnovke skozi zunajcelični matriks (ECM) v material, ki ga želijo pojesti ali okužiti (kot je gnijoč les ali tkivo vretenčarjev), nato pa, ko encimi zaključijo svoje prebavno delo, premaknejo hranila skozi zunajcelični matriks. Spojina se absorbira nazaj v telo. zunajcelični matriks.
To pomeni, da zunajcelični material ni le inertna zaščitna plast; pravzaprav, kot so pokazali Goodell in sodelavci, imajo mikroorganizmi očitno sposobnost nadzorovati lepljivost svojega zunajceličnega materiala in s tem njegovo prepustnost. Kako to počnejo? Avtor fotografije: B. Goodell
Pri gobah je izloček očitno oksalna kislina, pogosta organska kislina, ki jo naravno najdemo v mnogih rastlinah. Kot sta odkrila Goodell in njegovi kolegi, mnogi mikrobi očitno uporabljajo oksalno kislino, ki jo izločajo, da se vežejo na zunanjo plast ogljikovih hidratov in tvorijo lepljiv, gelu podoben zunajcelični matriks (ECM).
Ko pa je ekipa pogledala podrobneje, so odkrili, da oksalna kislina ne le pomaga pri proizvodnji zunajceličnega matriksa (ECM), ampak ga tudi "regulira": več oksalne kisline kot so mikrobi dodali mešanici ogljikovih hidratov in kislin, bolj viskozen je postal ECM. Bolj kot je ECM viskozen, bolj blokira velike molekule, da bi vstopile v mikrob ali ga izstopile, medtem ko manjše molekule lahko prosto vstopijo v mikrob iz okolja in obratno.
To odkritje izziva tradicionalno znanstveno razumevanje, kako različne vrste spojin, ki jih sproščajo glive in bakterije, dejansko pridejo iz teh mikroorganizmov v okolje. Goodell in sodelavci so predlagali, da se mikroorganizmi v nekaterih primerih morda bolj zanašajo na izločanje zelo majhnih molekul, da bi napadli matrico ali tkivo, od katerega je mikroorganizem odvisen za preživetje ali okužbo.
To pomeni, da lahko izločanje majhnih molekul igra tudi veliko vlogo pri patogenezi, če večji encimi ne morejo preiti skozi mikrobni zunajcelični matriks.
»Zdi se, da obstaja srednja pot,« je dejal Goodell, »kjer lahko mikroorganizmi nadzorujejo raven kislosti, da se prilagodijo določenemu okolju, pri čemer ohranijo nekatere večje molekule, kot so encimi, hkrati pa omogočijo manjšim molekulam, da zlahka prehajajo skozi zunajcelični material.«
Modulacija zunajceličnega matriksa (ECM) z oksalno kislino je lahko način, s katerim se mikroorganizmi zaščitijo pred protimikrobnimi sredstvi in ​​antibiotiki, saj so mnoga od teh zdravil sestavljena iz zelo velikih molekul. Prav ta sposobnost prilagajanja bi lahko bila ključ do premagovanja ene glavnih ovir pri protimikrobni terapiji, saj bi manipulacija z zunajceličnim matriksom, da bi bil bolj prepusten, lahko izboljšala učinkovitost antibiotikov in protimikrobnih sredstev.
»Če lahko nadzorujemo biosintezo in izločanje majhnih kislin, kot je oksalat, v nekaterih mikrobih, lahko nadzorujemo tudi, kaj gre v mikrobe, kar bi nam lahko omogočilo boljše zdravljenje številnih mikrobnih bolezni,« je dejal Goodell.
Dodatne informacije: Gabriel Perez-Gonzalez et al., Interakcija oksalatov z beta-glukanom: posledice za zunajcelični matriks gliv in transport presnovkov, iScience (2023). DOI: 10.1016/j.isci.2023.106851
Če naletite na tipkarsko napako, netočnost ali želite oddati zahtevo za urejanje vsebine na tej strani, uporabite ta obrazec. Za splošna vprašanja uporabite naš kontaktni obrazec. Za splošne povratne informacije uporabite spodnji razdelek za javne komentarje (sledite navodilom).
Vaše povratne informacije so za nas zelo pomembne. Vendar pa zaradi velikega števila sporočil ne moremo zagotoviti osebnega odgovora.
Vaš e-poštni naslov se uporablja samo za to, da prejemniki vedo, kdo je poslal e-pošto. Niti vaš naslov niti naslov prejemnika ne bosta uporabljena za noben drug namen. Podatki, ki jih vnesete, bodo prikazani v vašem e-poštnem sporočilu in jih Phys.org ne bo shranil v nobeni obliki.
Prejemajte tedenske in/ali dnevne posodobitve v svoj nabiralnik. Od prejemanja novic se lahko kadar koli odjavite in vaših podatkov ne bomo nikoli delili s tretjimi osebami.
Naša vsebina je dostopna vsem. Razmislite o podpori poslanstvu Science X s premium računom.
To spletno mesto uporablja piškotke za lažjo navigacijo, analizo vaše uporabe naših storitev, zbiranje podatkov o personalizaciji oglaševanja in zagotavljanje vsebine tretjih oseb. Z uporabo našega spletnega mesta potrjujete, da ste prebrali in razumeli našo politiko zasebnosti in pogoje uporabe.