Ovaj je članak pregledan u skladu s uredničkim postupcima i pravilima časopisa Science X. Urednici su naglasili sljedeće kvalitete uz osiguranje integriteta sadržaja:
Ljepljivi vanjski sloj gljivica i bakterija, nazvan „izvanstanični matriks“ ili ECM, ima konzistenciju želea i djeluje kao zaštitni sloj i ljuska. No, prema nedavnoj studiji objavljenoj u časopisu iScience, koju je provelo Sveučilište Massachusetts Amherst u suradnji s Politehničkim institutom Worcester, ECM nekih mikroorganizama formira gel samo u prisutnosti oksalne kiseline ili drugih jednostavnih kiselina. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Budući da ECM igra važnu ulogu u svemu, od otpornosti na antibiotike do začepljenih cijevi i kontaminacije medicinskih uređaja, razumijevanje načina na koji mikroorganizmi manipuliraju svojim ljepljivim slojevima gela ima široke implikacije za naš svakodnevni život.
„Oduvijek su me zanimali mikrobni izvancelični materijali (ECM)“, rekao je Barry Goodell, profesor mikrobiologije na Sveučilištu Massachusetts Amherst i glavni autor rada. „Ljudi često ECM smatraju inertnim zaštitnim vanjskim slojem koji štiti mikroorganizme. Ali on također može djelovati kao kanal koji omogućuje hranjivim tvarima i enzimima da se kreću u mikrobne stanice i izvan njih.“
Premaz ima nekoliko funkcija: njegova ljepljivost znači da se pojedinačni mikroorganizmi mogu skupljati i stvarati kolonije ili „biofilmove“, a kada to učini dovoljan broj mikroorganizama, može začepiti cijevi ili kontaminirati medicinsku opremu.
Ali ljuska također mora biti propusna. Mnogi mikroorganizmi izlučuju razne enzime i druge metabolite kroz izvanstanični matriks u materijal koji žele pojesti ili zaraziti (poput trulog drva ili tkiva kralježnjaka), a zatim, kada enzimi završe svoj probavni rad, premještaju hranjive tvari kroz izvanstanični matriks. Spoj se apsorbira natrag u tijelo. izvanstanični matriks.
To znači da ECM nije samo inertni zaštitni sloj; Zapravo, kako su pokazali Goodell i kolege, čini se da mikroorganizmi imaju sposobnost kontrolirati ljepljivost svog ECM-a i time njegovu propusnost. Kako to rade? Autor fotografije: B. Goodell
Čini se da je u gljivama izlučevina oksalna kiselina, uobičajena organska kiselina koja se prirodno nalazi u mnogim biljkama. Kako su otkrili Goodell i njegovi kolege, čini se da mnogi mikrobi koriste oksalnu kiselinu koju izlučuju kako bi se vezali za vanjski sloj ugljikohidrata, tvoreći ljepljivi, gelu sličan izvancelični materijal (ECM).
No kada je tim detaljnije proučio situaciju, otkrili su da oksalna kiselina ne samo da pomaže u proizvodnji izvanceličnog materijskog tijela (ECM), već ga i "regulira": što su mikrobi više oksalne kiseline dodavali smjesi ugljikohidrata i kiseline, to je ECM postajao viskozniji. Što je ECM viskozniji, to više blokira velike molekule od ulaska ili izlaska iz mikroba, dok manje molekule ostaju slobodne za ulazak u mikrob iz okoline i obrnuto.
Ovo otkriće dovodi u pitanje tradicionalno znanstveno razumijevanje o tome kako različite vrste spojeva koje oslobađaju gljive i bakterije zapravo dospijevaju iz tih mikroorganizama u okoliš. Goodell i kolege sugerirali su da se u nekim slučajevima mikroorganizmi moraju više oslanjati na lučenje vrlo malih molekula kako bi napali matricu ili tkivo o kojem mikroorganizam ovisi da bi preživio ili se zarazio.
To znači da izlučivanje malih molekula također može igrati veliku ulogu u patogenezi ako veći enzimi ne mogu proći kroz mikrobni izvanstanični matriks.
„Čini se da postoji srednji put“, rekao je Goodell, „gdje mikroorganizmi mogu kontrolirati razinu kiselosti kako bi se prilagodili određenom okruženju, zadržavajući neke od većih molekula, poput enzima, a istovremeno omogućujući manjim molekulama da lako prolaze kroz izvancelični materijal.“
Modulacija izvanceličnog materijskog sloja (ECM) oksalnom kiselinom može biti način na koji se mikroorganizmi mogu zaštititi od antimikrobnih sredstava i antibiotika, budući da se mnogi od tih lijekova sastoje od vrlo velikih molekula. Upravo ta sposobnost prilagodbe mogla bi biti ključ za prevladavanje jedne od glavnih prepreka u antimikrobnoj terapiji, budući da bi manipuliranje ECM-om kako bi se povećala njegova propusnost moglo poboljšati učinkovitost antibiotika i antimikrobnih sredstava.
„Ako možemo kontrolirati biosintezu i lučenje malih kiselina poput oksalata u određenim mikrobima, možemo kontrolirati i što ulazi u mikrobe, što bi nam moglo omogućiti bolje liječenje mnogih mikrobnih bolesti“, rekao je Goodell.
Dodatne informacije: Gabriel Perez-Gonzalez i dr., Interakcija oksalata s beta-glukanom: implikacije za gljivični izvanstanični matriks i transport metabolita, iScience (2023). DOI: 10.1016/j.isci.2023.106851
Ako naiđete na tipografsku pogrešku, netočnost ili želite poslati zahtjev za uređivanje sadržaja na ovoj stranici, upotrijebite ovaj obrazac. Za opća pitanja upotrijebite naš kontakt obrazac. Za općenite povratne informacije upotrijebite odjeljak za javne komentare u nastavku (slijedite upute).
Vaše povratne informacije su nam vrlo važne. Međutim, zbog velikog broja poruka, ne možemo jamčiti personalizirani odgovor.
Vaša adresa e-pošte koristi se samo kako bi se primateljima obavijestilo tko je poslao e-poštu. Ni vaša adresa ni adresa primatelja neće se koristiti ni u koju drugu svrhu. Podaci koje unesete pojavit će se u vašoj e-pošti i Phys.org ih neće pohraniti ni u kojem obliku.
Primajte tjedne i/ili dnevne novosti u pristiglu poštu. Možete se odjaviti u bilo kojem trenutku i nikada nećemo dijeliti vaše podatke s trećim stranama.
Naš sadržaj činimo dostupnim svima. Razmislite o podršci misiji Science X-a premium računom.
Ova web stranica koristi kolačiće za olakšavanje navigacije, analizu vašeg korištenja naših usluga, prikupljanje podataka o personalizaciji oglašavanja i pružanje sadržaja trećih strana. Korištenjem naše web stranice potvrđujete da ste pročitali i razumjeli naša Pravila o privatnosti i Uvjete korištenja.