Acest articol a fost revizuit în conformitate cu procedurile și politicile editoriale ale Science X. Editorii au subliniat următoarele calități, asigurând în același timp integritatea conținutului:
Stratul exterior lipicios al fungilor și bacteriilor, numit „matrice extracelulară” sau ECM, are consistența gelatinei și acționează ca un strat protector și o înveliș. Însă, conform unui studiu recent publicat în revista iScience, realizat de Universitatea din Massachusetts Amherst în colaborare cu Institutul Politehnic Worcester, ECM-ul unor microorganisme formează un gel numai în prezența acidului oxalic sau a altor acizi simpli. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Deoarece ECM joacă un rol important în tot, de la rezistența la antibiotice la țevile înfundate și contaminarea dispozitivelor medicale, înțelegerea modului în care microorganismele își manipulează straturile de gel lipicios are implicații largi pentru viața noastră de zi cu zi.
„Întotdeauna m-au interesat ECM-urile microbiene”, a declarat Barry Goodell, profesor de microbiologie la Universitatea din Massachusetts Amherst și autor principal al lucrării. „Oamenii se gândesc adesea la ECM ca la un strat exterior protector inert care protejează microorganismele. Dar poate acționa și ca un canal care permite nutrienților și enzimelor să intre și să iasă din celulele microbiene.”
Învelișul îndeplinește mai multe funcții: aderența sa permite microorganismelor individuale să se aglomereze pentru a forma colonii sau „biofilme”, iar atunci când suficiente microorganisme fac acest lucru, poate bloca țevile sau contamina echipamentele medicale.
Însă învelișul trebuie să fie și permeabil. Multe microorganisme secretă diverse enzime și alți metaboliți prin ECM în materialul pe care doresc să-l mănânce sau să-l infecteze (cum ar fi lemnul în descompunere sau țesutul vertebratelor), iar apoi, când enzimele își termină activitatea digestivă, transportă nutrienții prin ECM. Compusul este absorbit înapoi în organism. matricea extracelulară.
Aceasta înseamnă că ECM nu este doar un strat protector inert; de fapt, așa cum au demonstrat Goodell și colegii săi, microorganismele par să aibă capacitatea de a controla aderența ECM-ului lor și, prin urmare, permeabilitatea acestora. Cum fac asta? Credit foto: B. Goodell
În ciuperci, secreția pare să fie acid oxalic, un acid organic comun care se găsește în mod natural în multe plante. După cum au descoperit Goodell și colegii săi, mulți microbi par să folosească acidul oxalic pe care îl secretă pentru a se lega de stratul exterior al carbohidraților, formând o matriță extracelulară (ECM) lipicioasă, asemănătoare unui gel.
Însă, când echipa a analizat mai atent, a descoperit că acidul oxalic nu numai că a contribuit la producerea ECM, ci a și „reglat-o”: cu cât microbii adăugau mai mult acid oxalic în amestecul de carbohidrați și acid, cu atât ECM devenea mai vâscoasă. Cu cât ECM devine mai vâscoasă, cu atât blochează mai mult moleculele mari să intre sau să iasă din microb, în ​​timp ce moleculele mai mici rămân libere să intre în microb din mediu și invers.
Această descoperire pune la îndoială înțelegerea științifică tradițională a modului în care diferitele tipuri de compuși eliberați de ciuperci și bacterii ajung de fapt de la aceste microorganisme în mediu. Goodell și colegii săi au sugerat că, în unele cazuri, microorganismele ar putea fi nevoite să se bazeze mai mult pe secreția de molecule foarte mici pentru a ataca matricea sau țesutul de care microorganismul depinde pentru a supraviețui sau a se infecta.
Aceasta înseamnă că secreția de molecule mici poate juca, de asemenea, un rol important în patogeneză dacă enzimele mai mari nu pot trece prin matricea extracelulară microbiană.
„Se pare că există o cale de mijloc”, a spus Goodell, „în care microorganismele pot controla nivelurile de aciditate pentru a se adapta la un anumit mediu, reținând unele dintre moleculele mai mari, cum ar fi enzimele, permițând în același timp moleculelor mai mici să treacă cu ușurință prin ECM.”
Modularea ECM de către acidul oxalic ar putea fi o modalitate prin care microorganismele se pot proteja de antimicrobiene și antibiotice, deoarece multe dintre aceste medicamente sunt compuse din molecule foarte mari. Această capacitate de personalizare ar putea fi cheia depășirii unuia dintre principalele obstacole în terapia antimicrobiană, deoarece manipularea ECM pentru a o face mai permeabilă ar putea îmbunătăți eficacitatea antibioticelor și antimicrobienelor.
„Dacă putem controla biosinteza și secreția acizilor mici, cum ar fi oxalatul, la anumiți microbi, putem controla și ce intră în organismul microbilor, ceea ce ne-ar putea permite să tratăm mai bine multe boli microbiene”, a spus Goodell.
Informații suplimentare: Gabriel Perez-Gonzalez și colab., Interacțiunea oxalaților cu beta-glucanul: implicații pentru matricea extracelulară fungică și transportul metaboliților, iScience (2023). DOI: 10.1016/j.isci.2023.106851
Dacă întâmpinați o greșeală de scriere, o inexactitate sau doriți să trimiteți o solicitare de editare a conținutului acestei pagini, vă rugăm să utilizați acest formular. Pentru întrebări generale, vă rugăm să utilizați formularul nostru de contact. Pentru feedback general, utilizați secțiunea de comentarii publice de mai jos (urmați instrucțiunile).
Feedback-ul dumneavoastră este foarte important pentru noi. Cu toate acestea, din cauza volumului mare de mesaje, nu putem garanta un răspuns personalizat.
Adresa ta de e-mail este utilizată doar pentru a informa destinatarii cine a trimis e-mailul. Nici adresa ta, nici adresa destinatarului nu vor fi utilizate în niciun alt scop. Informațiile pe care le introduci vor apărea în e-mailul tău și nu vor fi stocate de Phys.org sub nicio formă.
Primește actualizări săptămânale și/sau zilnice în căsuța ta poștală. Te poți dezabona oricând și nu vom partaja niciodată datele tale cu terțe părți.
Facem conținutul nostru accesibil tuturor. Luați în considerare susținerea misiunii Science X cu un cont premium.
Acest site web folosește cookie-uri pentru a facilita navigarea, a analiza utilizarea serviciilor noastre, a colecta date de personalizare a reclamelor și a oferi conținut de la terți. Prin utilizarea site-ului nostru web, confirmați că ați citit și ați înțeles Politica noastră de confidențialitate și Termenii și condițiile de utilizare.