Denne artikkelen har blitt gjennomgått i samsvar med Science X sine redaksjonelle prosedyrer og retningslinjer. Redaktørene har lagt vekt på følgende kvaliteter samtidig som de har sikret innholdets integritet:
Det klebrige ytre laget av sopp og bakterier, kalt «ekstracellulær matrise» eller ECM, har konsistensen av gelé og fungerer som et beskyttende lag og skall. Men ifølge en fersk studie publisert i tidsskriftet iScience, utført av University of Massachusetts Amherst i samarbeid med Worcester Polytechnic Institute, danner ECM hos noen mikroorganismer bare en gel i nærvær av oksalsyre eller andre enkle syrer. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Fordi ECM spiller en viktig rolle i alt fra antibiotikaresistens til tette rør og forurensning av medisinsk utstyr, har det brede implikasjoner for hverdagen vår å forstå hvordan mikroorganismer manipulerer deres klebrige gellag.
«Jeg har alltid vært interessert i mikrobielle ECM-er», sa Barry Goodell, professor i mikrobiologi ved University of Massachusetts Amherst og seniorforfatter av artikkelen. «Folk tenker ofte på ECM som et inert beskyttende ytre lag som beskytter mikroorganismer. Men det kan også fungere som en kanal som lar næringsstoffer og enzymer bevege seg inn og ut av mikrobielle celler.»
Belegget har flere funksjoner: klebrigheten gjør at individuelle mikroorganismer kan klumpe seg sammen og danne kolonier eller «biofilmer», og når nok mikroorganismer gjør dette, kan det tette rør eller forurense medisinsk utstyr.
Men skallet må også være permeabelt. Mange mikroorganismer skiller ut forskjellige enzymer og andre metabolitter gjennom ekstracellulær matriks (ECM) og inn i materialet de ønsker å spise eller infisere (som råttent tre eller virveldyrvev), og når enzymene har fullført fordøyelsesarbeidet sitt, flytter de næringsstoffene gjennom ECM. Forbindelsen absorberes tilbake i kroppen.
Dette betyr at ECM ikke bare er et inert beskyttende lag; faktisk, som vist av Goodell og kolleger, ser det ut til at mikroorganismer har evnen til å kontrollere klebrigheten til ECM-en sin og dermed permeabiliteten deres. Hvordan gjør de det? Foto: B. Goodell
Hos sopp ser det ut til at utskillelsen er oksalsyre, en vanlig organisk syre som finnes naturlig i mange planter. Som Goodell og kollegene hans oppdaget, ser det ut til at mange mikrober bruker oksalsyren de skiller ut til å binde seg til det ytre laget av karbohydrater, og danner et klebrig, geléaktig ECM.
Men da teamet undersøkte nærmere, oppdaget de at oksalsyre ikke bare bidro til å produsere ECM, men også «regulerte» det: jo mer oksalsyre mikrobene tilsatte karbohydrat-syreblandingen, desto mer viskøs ble ECM. Jo mer viskøs ECM blir, desto mer blokkerer den store molekyler fra å komme inn i eller forlate mikroben, mens mindre molekyler forblir frie til å komme inn i mikroben fra omgivelsene og omvendt.
Denne oppdagelsen utfordrer tradisjonell vitenskapelig forståelse av hvordan de ulike typene forbindelser som frigjøres av sopp og bakterier faktisk kommer fra disse mikroorganismene til miljøet. Goodell og kolleger antydet at mikroorganismer i noen tilfeller må stole mer på utskillelse av svært små molekyler for å angripe matrisen eller vevet som mikroorganismen er avhengig av for å overleve eller bli infisert.
Dette betyr at utskillelse av små molekyler også kan spille en stor rolle i patogenesen hvis større enzymer ikke kan passere gjennom den mikrobielle ekstracellulære matrisen.
«Det ser ut til å finnes en mellomting», sa Goodell, «der mikroorganismer kan kontrollere surhetsnivåene for å tilpasse seg et bestemt miljø, og samtidig beholde noen av de større molekylene, som enzymer, samtidig som mindre molekyler enkelt kan passere gjennom ECM-en.»
Modulering av ECM med oksalsyre kan være en måte for mikroorganismer å beskytte seg mot antimikrobielle stoffer og antibiotika, siden mange av disse legemidlene er sammensatt av svært store molekyler. Det er denne tilpasningsevnen som kan være nøkkelen til å overvinne en av de største hindringene i antimikrobiell behandling, ettersom manipulering av ECM for å gjøre den mer permeabel kan forbedre effektiviteten av antibiotika og antimikrobielle stoffer.
«Hvis vi kan kontrollere biosyntesen og utskillelsen av små syrer som oksalat i visse mikrober, kan vi også kontrollere hva som går inn i mikrobene, noe som kan gjøre det mulig for oss å bedre behandle mange mikrobielle sykdommer», sa Goodell.
Ytterligere informasjon: Gabriel Perez-Gonzalez et al., Interaksjon mellom oksalater og betaglukan: implikasjoner for sopps ekstracellulær matriks og metabolitttransport, iScience (2023). DOI: 10.1016/j.isci.2023.106851
Hvis du støter på en skrivefeil, unøyaktighet eller ønsker å sende inn en forespørsel om å redigere innhold på denne siden, kan du bruke dette skjemaet. For generelle spørsmål kan du bruke kontaktskjemaet vårt. For generell tilbakemelding kan du bruke kommentarfeltet nedenfor (følg instruksjonene).
Tilbakemeldingen din er svært viktig for oss. På grunn av det store antallet meldinger kan vi imidlertid ikke garantere et personlig svar.
E-postadressen din brukes kun til å fortelle mottakerne hvem som sendte e-posten. Verken din adresse eller mottakerens adresse vil bli brukt til noe annet formål. Informasjonen du oppgir vil vises i e-posten din og vil ikke bli lagret av Phys.org i noen form.
Motta ukentlige og/eller daglige oppdateringer i innboksen din. Du kan når som helst melde deg av, og vi vil aldri dele opplysningene dine med tredjeparter.
Vi gjør innholdet vårt tilgjengelig for alle. Vurder å støtte Science X sitt oppdrag med en premiumkonto.
Dette nettstedet bruker informasjonskapsler for å forenkle navigasjonen, analysere bruken din av tjenestene våre, samle inn personaliseringsdata for annonsering og levere innhold fra tredjeparter. Ved å bruke nettstedet vårt, godtar du at du har lest og forstått vår personvernerklæring og våre bruksvilkår.