מאמר זה נבדק בהתאם לנהלי העריכה והמדיניות של Science X. העורכים הדגישו את התכונות הבאות תוך הבטחת שלמות התוכן:
השכבה החיצונית הדביקה של פטריות וחיידקים, המכונה "המטריקס החוץ-תאי" או ECM, בעלת מרקם של ג'לי והיא משמשת כשכבת מגן וכקליפה. אך על פי מחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת iScience, שנערך על ידי אוניברסיטת מסצ'וסטס אמהרסט בשיתוף פעולה עם המכון הפוליטכני ווסטר, ה-ECM של מיקרואורגניזמים מסוימים יוצר ג'ל רק בנוכחות חומצה אוקסלית או חומצות פשוטות אחרות. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
מכיוון של-ECM תפקיד חשוב בכל דבר, החל מעמידות לאנטיביוטיקה ועד לסתימות בצנרת וזיהום של מכשירים רפואיים, להבנת האופן שבו מיקרואורגניזמים מניפולציות את שכבות הג'ל הדביקות שלהם יש השלכות רחבות על חיי היומיום שלנו.
"תמיד התעניינתי ב-ECMs מיקרוביאליים", אמר בארי גודל, פרופסור למיקרוביולוגיה באוניברסיטת מסצ'וסטס אמהרסט והמחבר הבכיר של המאמר. "אנשים חושבים לעתים קרובות על ה-ECM כשכבה חיצונית מגוננת אינרטית המגנה על מיקרואורגניזמים. אבל הוא יכול גם לשמש כצינור המאפשר לחומרים מזינים ואנזימים לנוע פנימה והחוצה מתאי מיקרוביאלים."
הציפוי ממלא מספר פונקציות: הדביקות שלו פירושה שמיקרואורגניזמים בודדים יכולים להצטבר יחד וליצור מושבות או "ביופילם", וכאשר מספיק מיקרואורגניזמים עושים זאת, הוא יכול לסתום צינורות או לזהם ציוד רפואי.
אבל גם הקליפה חייבת להיות חדירה. מיקרואורגניזמים רבים מפרישים אנזימים שונים ומטבוליטים אחרים דרך ה-ECM לחומר שהם רוצים לאכול או להדביק (כגון עץ רקוב או רקמת חוליות), ולאחר מכן, כאשר האנזימים משלימים את עבודת העיכול שלהם, מעבירים את החומרים המזינים דרך ה-ECM. התרכובת נספגת בחזרה לגוף. מטריצה ​​חוץ-תאית.
משמעות הדבר היא ש-ECM אינו רק שכבת מגן אינרטית; למעשה, כפי שהודגם על ידי גודל ועמיתיו, נראה כי למיקרואורגניזמים יש את היכולת לשלוט בדביקות ה-ECM שלהם ולכן בחדירות שלהם. כיצד הם עושים זאת? קרדיט צילום: ב. גודל
בפטריות, נראה שההפרשה היא חומצה אוקסלית, חומצה אורגנית נפוצה המצויה באופן טבעי בצמחים רבים. כפי שגילו גודל ועמיתיו, נראה כי חיידקים רבים משתמשים בחומצה האוקסלית שהם מפרישים כדי להיקשר לשכבה החיצונית של הפחמימות, ויוצרים תא חילוף חומרים אלקטרוני דביק דמוי ג'ל.
אבל כשהצוות בחן מקרוב, הם גילו שחומצה אוקסלית לא רק סייעה בייצור ECM, אלא גם "ויסתה" אותה: ככל שהמיקרובים הוסיפו יותר חומצה אוקסלית לתערובת הפחמימות-חומצה, כך ה-ECM הפך צמיג יותר. ככל שה-ECM הופך צמיג יותר, כך הוא חוסם יותר מולקולות גדולות מלהיכנס או לצאת מהחיידק, בעוד שמולקולות קטנות יותר נשארות חופשיות להיכנס לחיידק מהסביבה ולהיפך.
תגלית זו מאתגרת את ההבנה המדעית המסורתית לגבי האופן שבו סוגי התרכובות השונים המשחררים פטריות וחיידקים אכן מגיעים מהמיקרואורגניזמים הללו לסביבה. גודל ועמיתיו הציעו שבמקרים מסוימים מיקרואורגניזמים עשויים להסתמך יותר על הפרשת מולקולות קטנות מאוד כדי לתקוף את המטריצה ​​או הרקמה עליהן תלוי המיקרואורגניזם כדי לשרוד או להידבק.
משמעות הדבר היא שהפרשת מולקולות קטנות עשויה גם היא למלא תפקיד גדול בפתוגנזה אם אנזימים גדולים יותר אינם יכולים לעבור דרך המטריצה ​​החוץ-תאית המיקרוביאלית.
"נראה שיש דרך ביניים", אמר גודל, "שם מיקרואורגניזמים יכולים לשלוט ברמות החומציות כדי להסתגל לסביבה מסוימת, תוך שמירה על חלק מהמולקולות הגדולות יותר, כמו אנזימים, תוך מתן אפשרות למולקולות קטנות יותר לעבור בקלות דרך ה-ECM."
ויסות ה-ECM על ידי חומצה אוקסלית עשוי להיות דרך עבור מיקרואורגניזמים להגן על עצמם מפני חומרים אנטי-מיקרוביאליים ואנטיביוטיקה, מכיוון שרבות מהתרופות הללו מורכבות ממולקולות גדולות מאוד. יכולת התאמה אישית זו היא שעשויה להיות המפתח להתגברות על אחד המכשולים העיקריים בטיפול אנטי-מיקרוביאלי, שכן מניפולציה של ה-ECM כדי להפוך אותו לחדיר יותר יכולה לשפר את יעילות האנטיביוטיקה והחומרים האנטי-מיקרוביאליים.
"אם נוכל לשלוט בביוסינתזה ובהפרשה של חומצות קטנות כמו אוקסלט במיקרובים מסוימים, נוכל גם לשלוט במה שנכנס למיקרובים, מה שיכול לאפשר לנו לטפל טוב יותר במחלות מיקרוביאליות רבות", אמר גודל.
מידע נוסף: גבריאל פרז-גונזלס ואחרים, אינטראקציה של אוקסלטים עם בטא-גלוקן: השלכות על מטריצה ​​חוץ-תאית וטרנספורט מטבוליטים של פטריות, iScience (2023). DOI: 10.1016/j.isci.2023.106851
אם נתקלתם בשגיאת כתיב, אי דיוק, או ברצונכם להגיש בקשה לעריכת תוכן בדף זה, אנא השתמשו בטופס זה. לשאלות כלליות, אנא השתמשו בטופס יצירת הקשר שלנו. לקבלת משוב כללי, השתמשו בקטע התגובות הציבוריות למטה (פעל לפי ההוראות).
המשוב שלך חשוב לנו מאוד. עם זאת, עקב כמות ההודעות הגבוהה, איננו יכולים להבטיח תגובה אישית.
כתובת הדוא"ל שלך משמשת רק כדי ליידע את הנמענים מי שלח את הדוא"ל. לא הכתובת שלך ולא כתובת הנמען ישמשו לכל מטרה אחרת. המידע שתזין יופיע בדוא"ל שלך ולא יישמר על ידי Phys.org בשום צורה שהיא.
קבלו עדכונים שבועיים ו/או יומיים לתיבת הדואר הנכנס שלכם. באפשרותכם לבטל את המנוי בכל עת ולעולם לא נשתף את פרטיכם עם צדדים שלישיים.
אנו הופכים את התוכן שלנו לנגיש לכולם. שקלו לתמוך במשימה של Science X באמצעות חשבון פרימיום.
אתר אינטרנט זה משתמש בקובצי Cookie כדי להקל על הניווט, לנתח את השימוש שלך בשירותים שלנו, לאסוף נתוני פרסום מותאמים אישית ולספק תוכן מצדדים שלישיים. על ידי שימוש באתר האינטרנט שלנו, הנך מאשר שקראת והבנת את מדיניות הפרטיות ותנאי השימוש שלנו.