Тази статия е рецензирана в съответствие с редакционните процедури и политики на Science X. Редакторите са наблегнали на следните качества, като същевременно са гарантирали целостта на съдържанието:
Лепкавият външен слой на гъбичките и бактериите, наречен „извънклетъчна матрица“ или ECM, има консистенцията на желе и действа като защитен слой и обвивка. Но според скорошно проучване, публикувано в списанието iScience, проведено от Университета на Масачузетс Амхърст в сътрудничество с Политехническия институт Уорчестър, ECM на някои микроорганизми образува гел само в присъствието на оксалова киселина или други прости киселини. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Тъй като ECM играе важна роля във всичко - от антибиотична резистентност до запушени тръби и замърсяване на медицински изделия, разбирането как микроорганизмите манипулират своите лепкави гел слоеве има широки последици за нашето ежедневие.
„Винаги съм се интересувал от микробните извънклетъчни мембрани (ECM)“, каза Бари Гудел, професор по микробиология в Университета на Масачузетс Амхърст и старши автор на статията. „Хората често мислят за ECM като за инертен защитен външен слой, който защитава микроорганизмите. Но той може да действа и като канал, позволяващ на хранителните вещества и ензимите да се движат в и извън микробните клетки.“
Покритието изпълнява няколко функции: неговата лепкавост означава, че отделните микроорганизми могат да се слепват, за да образуват колонии или „биофилми“, а когато достатъчно микроорганизми направят това, те могат да запушат тръби или да замърсят медицинско оборудване.
Но черупката също трябва да е пропусклива. Много микроорганизми отделят различни ензими и други метаболити през извънклетъчна матрица (ECM) в материала, който искат да изядат или заразят (като гниеща дървесина или тъкан на гръбначни), и след това, когато ензимите завършат храносмилателната си работа, преместват хранителните вещества през ECM. Съединението се абсорбира обратно в тялото. извънклетъчна матрица.
Това означава, че ECM не е просто инертен защитен слой; всъщност, както е демонстрирано от Гудел и колеги, микроорганизмите изглежда имат способността да контролират лепкавостта на своя ECM и следователно неговата пропускливост. Как го правят? Снимка: Б. Гудел
При гъбите секретът изглежда е оксалова киселина, често срещана органична киселина, която се среща естествено в много растения. Както Гудел и колегите му открили, много микроби изглежда използват оксаловата киселина, която отделят, за да се свържат с външния слой на въглехидратите, образувайки лепкав, подобен на гелообразен ECM.
Но когато екипът се вгледа по-внимателно, те открили, че оксаловата киселина не само помага за производството на извънклетъчната матриксална маса (ECM), но и я „регулира“: колкото повече оксалова киселина микробите добавят към сместа от въглехидрати и киселини, толкова по-вискозен става ECM. Колкото по-вискозен става ECM, толкова повече той блокира навлизането или излизането на големи молекули от микроба, докато по-малките молекули остават свободни да навлизат в микроба от околната среда и обратно.
Това откритие оспорва традиционното научно разбиране за това как различните видове съединения, отделяни от гъбички и бактерии, всъщност попадат от тези микроорганизми в околната среда. Гудел и колеги предполагат, че в някои случаи микроорганизмите може да се налага да разчитат повече на секрецията на много малки молекули, за да атакуват матрицата или тъканта, от която зависи микроорганизмът, за да оцелее или да се зарази.
Това означава, че секрецията на малки молекули може също да играе голяма роля в патогенезата, ако по-големите ензими не могат да преминат през микробния извънклетъчен матрикс.
„Изглежда има среден път“, каза Гудел, „при който микроорганизмите могат да контролират нивата на киселинност, за да се адаптират към определена среда, задържайки някои от по-големите молекули, като ензими, като същевременно позволяват на по-малките молекули лесно да преминават през извънклетъчната мембрана.“
Модулирането на извънклетъчната матриксална мембрана (ECM) чрез оксалова киселина може да е начин микроорганизмите да се предпазят от антимикробни средства и антибиотици, тъй като много от тези лекарства са съставени от много големи молекули. Именно тази способност за персонализиране може да бъде ключът към преодоляване на една от основните пречки в антимикробната терапия, тъй като манипулирането на ECM, за да се направи по-пропусклива, би могло да подобри ефективността на антибиотиците и антимикробните средства.
„Ако можем да контролираме биосинтеза и секрецията на малки киселини като оксалат в определени микроби, можем да контролираме и какво влиза в микробите, което би ни позволило да лекуваме по-добре много микробни заболявания“, каза Гудел.
Допълнителна информация: Gabriel Perez-Gonzalez et al., Взаимодействие на оксалати с бета-глюкан: последици за гъбичната извънклетъчна матрица и транспорта на метаболити, iScience (2023). DOI: 10.1016/j.isci.2023.106851
Ако срещнете печатна грешка, неточност или искате да подадете заявка за редактиране на съдържание на тази страница, моля, използвайте този формуляр. За общи въпроси, моля, използвайте нашата форма за контакт. За обща обратна връзка използвайте секцията за публични коментари по-долу (следвайте инструкциите).
Вашата обратна връзка е много важна за нас. Поради големия обем съобщения обаче, не можем да гарантираме персонализиран отговор.
Вашият имейл адрес се използва само за да се уведомят получателите кой е изпратил имейла. Нито вашият адрес, нито адресът на получателя ще бъдат използвани за каквато и да е друга цел. Въведената от вас информация ще се появи във вашия имейл и няма да бъде съхранявана от Phys.org под никаква форма.
Получавайте седмични и/или ежедневни актуализации във входящата си поща. Можете да се отпишете по всяко време и ние никога няма да споделяме вашите данни с трети страни.
Ние правим нашето съдържание достъпно за всички. Помислете за подкрепа на мисията на Science X с премиум акаунт.
Този уебсайт използва „бисквитки“, за да улесни навигацията, да анализира използването на нашите услуги, да събира данни за персонализиране на рекламите и да предоставя съдържание от трети страни. С използването на нашия уебсайт вие потвърждавате, че сте прочели и разбирате нашата Политика за поверителност и Условия за ползване.