Ліпкі вонкавы пласт грыбоў і бактэрый, які называецца «пазаклетачным матрыксам» або ECM, мае кансістэнцыю жэле і дзейнічае як ахоўны пласт і абалонка. Але, згодна з нядаўнім даследаваннем у часопісе iScience, праведзеным Універсітэтам Масачусэтса ў Амхерсце сумесна з Вустэрскім політэхнічным інстытутам, ECM некаторых мікраарганізмаў утварае гель толькі ў прысутнасці шчаўевай кіслаты або іншых простых кіслот. Паколькі ECM адыгрывае важную ролю ва ўсім, ад устойлівасці да антыбіётыкаў да закаркоўвання труб і забруджвання медыцынскіх прылад, разуменне таго, як мікраарганізмы маніпулююць сваімі ліпкімі гелевымі пластамі, мае шырокія наступствы для нашага паўсядзённага жыцця.

«Мяне заўсёды цікавілі мікробныя пазаклеткавыя матрыцы (ВКМ), — сказаў Бары Гудэл, прафесар мікрабіялогіі ва Універсітэце Масачусэтса ў Амхерсце і старэйшы аўтар артыкула. ​​— Людзі часта думаюць пра ВКМ як пра інэртны ахоўны вонкавы пласт, які абараняе мікраарганізмы. Але ён таксама можа служыць каналам для пажыўных рэчываў і ферментаў у мікробныя клеткі і вонкі з іх».
Пакрыццё выконвае некалькі функцый: яго ліпкасць азначае, што асобныя мікраарганізмы могуць збірацца разам, утвараючы калоніі або «біяплёнкі», і калі дастатковая колькасць мікраарганізмаў робіць гэта, яны могуць закаркоўваць трубы або забруджваць медыцынскае абсталяванне.
Але абалонка таксама павінна быць пранікальнай: многія мікраарганізмы вылучаюць розныя ферменты і іншыя метабаліты праз пазаклеткавы матрычны матэрыял у матэрыял, які яны хочуць з'есці або заразіць (напрыклад, гнілую драўніну або тканіны пазваночных), а затым, пасля таго, як ферменты выканаюць сваю працу, задача пераварвання — вяртанне пажыўных рэчываў назад праз пазаклеткавы матрычны матэрыял.
Гэта азначае, што ECM — гэта не проста інэртны ахоўны пласт; насамрэч, як паказалі Гудэл і яго калегі, мікраарганізмы, відаць, маюць здольнасць кантраляваць глейкасць свайго ECM і, такім чынам, яго пранікальнасць. Як яны гэта робяць?
У грыбоў сакрэтам, відаць, з'яўляецца шчаўевая кіслата, распаўсюджаная арганічная кіслата, якая натуральна сустракаецца ў многіх раслінах, і, як выявілі Гудэл і яго калегі, многія мікраарганізмы, відаць, выкарыстоўваюць шчаўевую кіслату, якую яны вылучаюць, для звязвання з знешнімі пластамі вугляводаў, утвараючы клейкае рэчыва, жэлепадобны ECM.
Але калі каманда даследчыкаў прыгледзелася больш уважліва, яны выявілі, што шчаўевая кіслата не толькі спрыяла выпрацоўцы ECM, але і «рэгулявала» яго: чым больш шчаўевай кіслаты мікробы дадавалі ў вугляводна-кіслотную сумесь, тым больш глейкім станавіўся ECM. Чым больш глейкім становіцца ECM, тым больш ён блакуе вялікія малекулы ад уваходу ў мікроб або выхаду з яго, у той час як меншыя малекулы застаюцца свабоднымі для пранікнення ў мікроб з навакольнага асяроддзя і наадварот.
Гэта адкрыццё ставіць пад сумнеў традыцыйнае навуковае разуменне таго, як розныя тыпы злучэнняў, якія вылучаюцца грыбамі і бактэрыямі, фактычна трапляюць з гэтых мікраарганізмаў у навакольнае асяроддзе. Гудэл і яго калегі выказалі здагадку, што ў некаторых выпадках мікраарганізмам, магчыма, даводзіцца больш спадзявацца на сакрэцыю вельмі малых малекул для атакі матрыксу або тканіны, ад якіх залежыць выжыванне або інфікаванне мікраарганізмаў. Гэта азначае, што сакрэцыя малых малекул таксама можа гуляць вялікую ролю ў патагенезе, калі больш буйныя ферменты не могуць прайсці праз мікробны пазаклеткавы матрыкс.
«Здаецца, існуе залатая сярэдзіна, — сказаў Гудэл, — дзе мікраарганізмы могуць кантраляваць узровень кіслотнасці, каб адаптавацца да пэўнага асяроддзя, захоўваючы некаторыя з буйнейшых малекул, такіх як ферменты, дазваляючы пры гэтым меншым малекулам лёгка праходзіць праз пазаклеткавы матрычны матэрыял (ВКМ). Мадуляцыя ВКМ з дапамогай шчаўевай кіслаты можа быць спосабам для мікраарганізмаў абараніць сябе ад антымікробных прэпаратаў і антыбіётыкаў, паколькі многія з гэтых прэпаратаў складаюцца з вельмі вялікіх малекул. Менавіта гэтая здольнасць да налады можа стаць ключом да пераадолення адной з галоўных перашкод у антымікробнай тэрапіі, бо маніпуляванне ВКМ, каб зрабіць яго больш пранікальным, можа палепшыць эфектыўнасць антыбіётыкаў і антымікробных прэпаратаў».

«Калі мы зможам кантраляваць біясінтэз і сакрэцыю невялікіх кіслот, такіх як аксалат, у некаторых мікробах, то мы таксама зможам кантраляваць тое, што трапляе ў мікробы, што дазволіць нам лепш лячыць многія мікробныя захворванні», — сказаў Гудэл.
У снежні 2022 года мікрабіёлаг Ясу Марыта атрымаў грант ад Нацыянальных інстытутаў здароўя на падтрымку даследаванняў, накіраваных на распрацоўку новых, больш эфектыўных метадаў лячэння туберкулёзу.

Калі вы хочаце атрымаць больш інфармацыі, калі ласка, дашліце мне ліст.
Электронная пошта：
info@pulisichem.cn
Тэл.：
+86-533-3149598