Tämä artikkeli on tarkistettu Science X:n toimituskäytäntöjen ja -menettelyjen mukaisesti. Toimittajat ovat korostaneet seuraavia ominaisuuksia varmistaessaan sisällön eheyden:
Sienten ja bakteerien tahmea ulkokerros, jota kutsutaan "solunulkoiseksi matriisiksi" eli ECM, on koostumukseltaan hyytelön kaltainen ja toimii suojakerroksena ja kuorena. Mutta Massachusettsin Amherstin yliopiston ja Worcesterin polyteknisen instituutin yhteistyössä tekemän iScience-lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan joidenkin mikro-organismien ECM muodostaa geelin vain oksaalihapon tai muiden yksinkertaisten happojen läsnä ollessa. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Koska ECM:llä on tärkeä rooli kaikessa antibioottiresistenssistä tukkeutuneisiin putkiin ja lääkinnällisten laitteiden saastumiseen, mikro-organismien tahmeiden geelikerrosten käsittelyn ymmärtämisellä on laaja vaikutus jokapäiväiseen elämäämme.
”Olen aina ollut kiinnostunut mikrobien solunvälitteisistä kalvoista”, sanoo Barry Goodell, mikrobiologian professori Massachusettsin Amherstin yliopistosta ja artikkelin vanhempi kirjoittaja. ”Ihmiset ajattelevat usein solunvälitteistä kalvoa inerttinä suojaavana ulkokerroksena, joka suojaa mikro-organismeja. Mutta se voi toimia myös kanavana, jonka kautta ravinteet ja entsyymit kulkeutuvat mikrobisoluihin ja niistä ulos.”
Pinnoitteella on useita toimintoja: sen tahmeus tarkoittaa, että yksittäiset mikro-organismit voivat kasaantua yhteen muodostaen pesäkkeitä tai "biofilmejä", ja kun tarpeeksi mikro-organismeja tekee näin, se voi tukkia putkia tai saastuttaa lääketieteellisiä laitteita.
Mutta kuoren on myös oltava läpäisevä. Monet mikro-organismit erittävät erilaisia ​​entsyymejä ja muita aineenvaihduntatuotteita solunulkoisen matriisin (ECM) kautta syötävään tai tartuttamaansa materiaaliin (kuten lahoavaan puuhun tai selkärankaisten kudokseen), ja sitten, kun entsyymit ovat saaneet ruoansulatustyönsä päätökseen, ne kuljettavat ravinteet ECM:n läpi. Yhdiste imeytyy takaisin elimistöön. solunulkoinen matriisi.
Tämä tarkoittaa, että solukalvo ei ole vain inertti suojakerros; Itse asiassa, kuten Goodell ja kollegat ovat osoittaneet, mikro-organismeilla näyttää olevan kyky hallita solukalvonsa tahmeutta ja siten sen läpäisevyyttä. Miten ne tekevät sen? Kuva: B. Goodell
Sienissä erite näyttää olevan oksaalihappoa, yleistä orgaanista happoa, jota esiintyy luonnostaan ​​monissa kasveissa. Kuten Goodell ja hänen kollegansa havaitsivat, monet mikrobit näyttävät käyttävän erittämäänsä oksaalihappoa sitoutuakseen hiilihydraattien ulkokerrokseen muodostaen tahmean, geelimäisen solukalvon.
Mutta kun tutkimusryhmä tutki asiaa tarkemmin, he havaitsivat, että oksaalihappo ei ainoastaan ​​auttanut ECM:n tuotannossa, vaan myös "sääteli" sitä: mitä enemmän oksaalihappoa mikrobit lisäsivät hiilihydraatti-happoseokseen, sitä viskoosemmaksi ECM muuttui. Mitä viskoosemmaksi ECM muuttuu, sitä enemmän se estää suuria molekyylejä pääsemästä mikrobiin tai poistumasta siitä, kun taas pienemmät molekyylit pysyvät vapaina pääsemään mikrobiin ympäristöstä ja päinvastoin.
Tämä löytö haastaa perinteisen tieteellisen ymmärryksen siitä, miten sienten ja bakteerien vapauttamat erityyppiset yhdisteet todellisuudessa pääsevät näistä mikro-organismeista ympäristöön. Goodell ja kollegat ehdottivat, että joissakin tapauksissa mikro-organismien on ehkä luotettava enemmän hyvin pienten molekyylien eritykseen hyökätäkseen matriisiin tai kudokseen, josta mikro-organismi on riippuvainen selviytyäkseen tai saadakseen tartunnan.
Tämä tarkoittaa, että pienten molekyylien erityksellä voi myös olla suuri rooli patogeneesissä, jos suuremmat entsyymit eivät pääse kulkemaan mikrobien solunulkoisen matriisin läpi.
”Näyttää olevan olemassa jonkinlainen keskitie”, Goodell sanoi, ”jossa mikro-organismit voivat kontrolloida happamuutta sopeutuakseen tiettyyn ympäristöön ja pidättää joitakin suuremmista molekyyleistä, kuten entsyymeistä, samalla kun pienemmät molekyylit pääsevät helposti kulkemaan solukalvon läpi.”
Oksaalihapon moduloimalla solun ulkopuolista maatriksia (ECM) voidaan mikro-organismeille suojata itseään mikrobilääkkeiltä ja antibiooteilta, koska monet näistä lääkkeistä koostuvat erittäin suurista molekyyleistä. Juuri tämä muokkauskyky voisi olla avain yhden mikrobilääkehoidon suurimmista esteistä voittamiseen, sillä solun ulkopuolisen maatriksin manipulointi sen läpäisevyyden parantamiseksi voisi parantaa antibioottien ja mikrobilääkkeiden tehokkuutta.
"Jos pystymme hallitsemaan pienten happojen, kuten oksalaatin, biosynteesiä ja eritystä tietyissä mikrobeissa, voimme myös hallita sitä, mitä mikrobien sisään menee, mikä voisi auttaa meitä hoitamaan paremmin monia mikrobisairauksia", Goodell sanoi.
Lisätietoja: Gabriel Perez-Gonzalez ym., Oksalaattien ja beeta-glukaanin vuorovaikutus: vaikutukset sienen solunulkoiseen matriisiin ja metaboliittien kuljetukseen, iScience (2023). DOI: 10.1016/j.isci.2023.106851
Jos kohtaat kirjoitusvirheen, epätarkkuuden tai haluat lähettää pyynnön sisällön muokkaamisesta tällä sivulla, käytä tätä lomaketta. Yleisiin kysymyksiin käytä yhteydenottolomakettamme. Yleiseen palautteeseen käytä alla olevaa julkista kommenttiosiota (noudata ohjeita).
Palautteesi on meille erittäin tärkeää. Suuren viestimäärän vuoksi emme kuitenkaan voi taata henkilökohtaista vastausta.
Sähköpostiosoitettasi käytetään vain sähköpostin lähettäjän tunnistamiseen. Osoitettasi tai vastaanottajan osoitetta ei käytetä mihinkään muuhun tarkoitukseen. Antamasi tiedot näkyvät sähköpostiviestissäsi, eikä Phys.org tallenna niitä missään muodossa.
Vastaanota viikoittaisia ​​ja/tai päivittäisiä päivityksiä sähköpostiisi. Voit peruuttaa tilauksen milloin tahansa, emmekä koskaan jaa tietojasi kolmansille osapuolille.
Sisältöstamme tulee kaikkien saatavilla oleva. Harkitse Science X:n mission tukemista premium-tilillä.
Tämä verkkosivusto käyttää evästeitä navigoinnin helpottamiseen, palvelujemme käytön analysointiin, mainosten personointitietojen keräämiseen ja kolmansilta osapuolilta saatavan sisällön tarjoamiseen. Käyttämällä verkkosivustoamme hyväksyt, että olet lukenut ja ymmärtänyt tietosuojakäytäntömme ja käyttöehtomme.