Denne artikel er blevet gennemgået i overensstemmelse med Science X's redaktionelle procedurer og politikker. Redaktørerne har lagt vægt på følgende kvaliteter, samtidig med at de har sikret indholdets integritet:
Det klæbrige ydre lag af svampe og bakterier, kaldet den "ekstracellulære matrix" eller ECM, har en geléagtig konsistens og fungerer som et beskyttende lag og skal. Men ifølge en nylig undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet iScience, udført af University of Massachusetts Amherst i samarbejde med Worcester Polytechnic Institute, danner ECM hos nogle mikroorganismer kun en gel i nærvær af oxalsyre eller andre simple syrer. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Fordi ECM spiller en vigtig rolle i alt fra antibiotikaresistens til tilstoppede rør og kontaminering af medicinsk udstyr, har forståelsen af, hvordan mikroorganismer manipulerer deres klæbrige gellag, brede implikationer for vores dagligdag.
"Jeg har altid været interesseret i mikrobielle ECM'er," sagde Barry Goodell, professor i mikrobiologi ved University of Massachusetts Amherst og seniorforfatter af artiklen. "Folk tænker ofte på ECM'en som et inert beskyttende ydre lag, der beskytter mikroorganismer. Men den kan også fungere som en kanal, der tillader næringsstoffer og enzymer at bevæge sig ind og ud af mikrobielle celler."
Belægningen tjener flere funktioner: dens klæbrighed betyder, at individuelle mikroorganismer kan klumpe sig sammen og danne kolonier eller "biofilm", og når nok mikroorganismer gør dette, kan den tilstoppe rør eller forurene medicinsk udstyr.
Men skallen skal også være permeabel. Mange mikroorganismer udskiller forskellige enzymer og andre metabolitter gennem ekstracellulær matrix (ECM) til det materiale, de ønsker at spise eller inficere (såsom rådnende træ eller hvirveldyrsvæv), og når enzymerne har afsluttet deres fordøjelsesarbejde, flytter de næringsstofferne gennem ECM. Forbindelsen absorberes tilbage i kroppen.
Det betyder, at ECM ikke blot er et inert beskyttende lag; faktisk, som Goodell og kolleger har vist, ser mikroorganismer ud til at have evnen til at kontrollere klæbrighed og dermed permeabilitet af deres ECM. Hvordan gør de det? Fotokredit: B. Goodell
I svampe ser ud til at sekretet være oxalsyre, en almindelig organisk syre, der findes naturligt i mange planter. Som Goodell og hans kolleger opdagede, ser det ud til, at mange mikrober bruger den oxalsyre, de udskiller, til at binde sig til det ydre lag af kulhydrater og danne et klæbrigt, geléagtigt ECM.
Men da holdet undersøgte det nærmere, opdagede de, at oxalsyre ikke kun hjalp med at producere ECM, men også "regulerede" det: jo mere oxalsyre mikroberne tilsatte kulhydrat-syre-blandingen, desto mere viskøs blev ECM'en. Jo mere viskøs ECM'en bliver, desto mere blokerer den store molekyler fra at trænge ind i eller forlade mikroben, mens mindre molekyler forbliver frie til at trænge ind i mikroben fra omgivelserne og omvendt.
Denne opdagelse udfordrer den traditionelle videnskabelige forståelse af, hvordan de forskellige typer forbindelser, der frigives af svampe og bakterier, rent faktisk kommer fra disse mikroorganismer ud i miljøet. Goodell og kolleger foreslog, at mikroorganismer i nogle tilfælde muligvis er mere afhængige af udskillelsen af ​​meget små molekyler for at angribe matrixen eller vævet, som mikroorganismen er afhængig af for at overleve eller blive inficeret.
Det betyder, at sekretion af små molekyler også kan spille en stor rolle i patogenesen, hvis større enzymer ikke kan passere gennem den mikrobielle ekstracellulære matrix.
"Der synes at være en mellemvej," sagde Goodell, "hvor mikroorganismer kan kontrollere surhedsniveauet for at tilpasse sig et bestemt miljø, bevare nogle af de større molekyler, såsom enzymer, samtidig med at mindre molekyler nemt kan passere gennem ECM'en."
Modulering af ECM med oxalsyre kan være en måde for mikroorganismer at beskytte sig mod antimikrobielle stoffer og antibiotika, da mange af disse lægemidler er sammensat af meget store molekyler. Det er denne tilpasningsevne, der kan være nøglen til at overvinde en af ​​de største hindringer i antimikrobiel behandling, da manipulation af ECM for at gøre den mere permeabel kan forbedre effektiviteten af ​​antibiotika og antimikrobielle stoffer.
"Hvis vi kan kontrollere biosyntesen og udskillelsen af ​​små syrer som oxalat i visse mikrober, kan vi også kontrollere, hvad der kommer ind i mikroberne, hvilket kan give os mulighed for bedre at behandle mange mikrobielle sygdomme," sagde Goodell.
Yderligere information: Gabriel Perez-Gonzalez et al., Interaktion mellem oxalater og beta-glucan: implikationer for svampens ekstracellulære matrix og metabolittransport, iScience (2023). DOI: 10.1016/j.isci.2023.106851
Hvis du støder på en tastefejl, unøjagtigheder eller ønsker at indsende en anmodning om at redigere indhold på denne side, bedes du bruge denne formular. Ved generelle spørgsmål bedes du bruge vores kontaktformular. For generel feedback, brug kommentarfeltet nedenfor (følg instruktionerne).
Din feedback er meget vigtig for os. På grund af det store antal beskeder kan vi dog ikke garantere et personligt svar.
Din e-mailadresse bruges kun til at fortælle modtagerne, hvem der sendte e-mailen. Hverken din adresse eller modtagerens adresse vil blive brugt til andre formål. De oplysninger, du indtaster, vil blive vist i din e-mail og vil ikke blive gemt af Phys.org i nogen form.
Modtag ugentlige og/eller daglige opdateringer i din indbakke. Du kan til enhver tid afmelde dig, og vi deler aldrig dine oplysninger med tredjeparter.
Vi gør vores indhold tilgængeligt for alle. Overvej at støtte Science X's mission med en premium-konto.
Denne hjemmeside bruger cookies til at lette navigationen, analysere din brug af vores tjenester, indsamle data om personlig annoncering og levere indhold fra tredjeparter. Ved at bruge vores hjemmeside accepterer du, at du har læst og forstået vores privatlivspolitik og brugsbetingelser.