Tento článok bol recenzovaný v súlade s redakčnými postupmi a zásadami časopisu Science X. Redaktori zdôraznili nasledujúce vlastnosti a zároveň zabezpečili integritu obsahu:
Lepkavá vonkajšia vrstva húb a baktérií, nazývaná „extracelulárna matrica“ alebo ECM, má konzistenciu želé a pôsobí ako ochranná vrstva a škrupina. Podľa nedávnej štúdie publikovanej v časopise iScience, ktorú vykonala University of Massachusetts Amherst v spolupráci s Worcester Polytechnic Institute, ECM niektorých mikroorganizmov tvorí gél iba v prítomnosti kyseliny šťaveľovej alebo iných jednoduchých kyselín. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Keďže ECM zohráva dôležitú úlohu vo všetkom od rezistencie na antibiotiká až po upchaté potrubia a kontamináciu zdravotníckych pomôcok, pochopenie toho, ako mikroorganizmy manipulujú s ich lepkavými gélovými vrstvami, má široké dôsledky pre náš každodenný život.
„Vždy ma zaujímali mikrobiálne mimozemské bunky (ECM),“ povedal Barry Goodell, profesor mikrobiológie na University of Massachusetts Amherst a hlavný autor článku. „Ľudia si často predstavujú ECM ako inertnú ochrannú vonkajšiu vrstvu, ktorá chráni mikroorganizmy. Môže však slúžiť aj ako kanál, ktorý umožňuje živinám a enzýmom pohybovať sa do a z mikrobiálnych buniek.“
Povlak slúži na niekoľko funkcií: jeho lepivosť znamená, že jednotlivé mikroorganizmy sa môžu zhlukovať a vytvárať kolónie alebo „biofilmy“, a keď to urobí dostatok mikroorganizmov, môže to upchať potrubia alebo kontaminovať zdravotnícke zariadenia.
Škrupina však musí byť aj priepustná. Mnohé mikroorganizmy vylučujú rôzne enzýmy a iné metabolity cez extracelulárnu matricu (ECM) do materiálu, ktorý chcú zjesť alebo infikovať (napríklad hnijúce drevo alebo tkanivo stavovcov), a potom, keď enzýmy dokončia svoju tráviacu prácu, presunú živiny cez ECM. Zlúčenina sa vstrebáva späť do tela. extracelulárna matrica.
To znamená, že ECM nie je len inertná ochranná vrstva; v skutočnosti, ako preukázali Goodell a kolegovia, mikroorganizmy zrejme dokážu kontrolovať lepivosť svojho ECM, a teda aj svoju priepustnosť. Ako to robia? Foto: B. Goodell
V hubách sa zdá, že vylučovaná látka je kyselina šťaveľová, bežná organická kyselina, ktorá sa prirodzene nachádza v mnohých rastlinách. Ako zistili Goodell a jeho kolegovia, mnohé mikróby zrejme využívajú kyselinu šťaveľovú, ktorú vylučujú, na väzbu na vonkajšiu vrstvu sacharidov, čím vytvárajú lepkavú, gélovitú mimocelulárnu hmotu (ECM).
Keď sa však tím bližšie pozrel, zistil, že kyselina šťaveľová nielen pomáhala produkovať ECM, ale ju aj „regulovala“: čím viac kyseliny šťaveľovej mikróby pridali do zmesi sacharidov a kyselín, tým viskóznejší sa ECM stal. Čím viskóznejší sa ECM stáva, tým viac blokuje veľkým molekulám vstup alebo výstup z mikróba, zatiaľ čo menšie molekuly zostávajú voľné, aby sa dostali do mikróba z prostredia a naopak.
Tento objav spochybňuje tradičné vedecké chápanie toho, ako sa rôzne typy zlúčenín uvoľňovaných hubami a baktériami v skutočnosti dostávajú z týchto mikroorganizmov do životného prostredia. Goodell a kolegovia naznačili, že v niektorých prípadoch sa mikroorganizmy môžu viac spoliehať na sekréciu veľmi malých molekúl, aby napadli matricu alebo tkanivo, od ktorého je mikroorganizmus závislý, aby prežil alebo sa nakazil.
To znamená, že sekrécia malých molekúl môže tiež zohrávať veľkú úlohu v patogenéze, ak väčšie enzýmy nemôžu prejsť cez mikrobiálnu extracelulárnu matricu.
„Zdá sa, že existuje stredná cesta,“ povedal Goodell, „kde mikroorganizmy dokážu kontrolovať hladiny kyslosti, aby sa prispôsobili konkrétnemu prostrediu, pričom si zachovajú niektoré z väčších molekúl, ako sú enzýmy, a zároveň umožnia menším molekulám ľahko prejsť cez ECM.“
Modulácia extracelulárneho maternicového materiálu (ECM) kyselinou šťaveľovou môže byť spôsobom, akým sa mikroorganizmy chránia pred antimikrobiálnymi látkami a antibiotikami, keďže mnohé z týchto liekov sa skladajú z veľmi veľkých molekúl. Práve táto schopnosť prispôsobenia by mohla byť kľúčom k prekonaniu jednej z hlavných prekážok v antimikrobiálnej terapii, pretože manipulácia s ECM s cieľom zvýšiť jeho priepustnosť by mohla zlepšiť účinnosť antibiotík a antimikrobiálnych látok.
„Ak dokážeme kontrolovať biosyntézu a sekréciu malých kyselín, ako je oxalát, v určitých mikróboch, dokážeme tiež kontrolovať, čo sa do mikróbov dostane, čo by nám mohlo umožniť lepšie liečiť mnohé mikrobiálne ochorenia,“ povedal Goodell.
Ďalšie informácie: Gabriel Perez-Gonzalez a kol., Interakcia oxalátov s beta-glukánom: dôsledky pre extracelulárnu matricu húb a transport metabolitov, iScience (2023). DOI: 10.1016/j.isci.2023.106851
Ak narazíte na preklep, nepresnosť alebo chcete odoslať žiadosť o úpravu obsahu na tejto stránke, použite tento formulár. V prípade všeobecných otázok použite náš kontaktný formulár. Pre všeobecnú spätnú väzbu použite sekciu verejných komentárov nižšie (postupujte podľa pokynov).
Vaša spätná väzba je pre nás veľmi dôležitá. Vzhľadom na veľký objem správ však nemôžeme zaručiť personalizovanú odpoveď.
Vaša e-mailová adresa sa používa iba na to, aby príjemcovia vedeli, kto e-mail odoslal. Ani vaša adresa, ani adresa príjemcu sa nepoužijú na žiadny iný účel. Informácie, ktoré zadáte, sa zobrazia vo vašom e-maile a spoločnosť Phys.org ich v žiadnej forme neuloží.
Dostávajte týždenné a/alebo denné aktualizácie do svojej schránky. Odber môžete kedykoľvek zrušiť a vaše údaje nikdy nebudeme zdieľať s tretími stranami.
Náš obsah sprístupňujeme každému. Zvážte podporu misie Science X prostredníctvom prémiového účtu.
Táto webová stránka používa súbory cookie na uľahčenie navigácie, analýzu vášho používania našich služieb, zhromažďovanie údajov o personalizácii reklamy a poskytovanie obsahu od tretích strán. Používaním našej webovej stránky potvrdzujete, že ste si prečítali a rozumiete našim Zásadám ochrany osobných údajov a Podmienkam používania.