Mantarların ve bakterilerin yapışkan dış tabakası olan "hücre dışı matris" veya ECM, jel kıvamındadır ve koruyucu bir tabaka ve kabuk görevi görür. Ancak Massachusetts Amherst Üniversitesi ile Worcester Politeknik Enstitüsü iş birliğiyle iScience dergisinde yayınlanan yeni bir araştırmaya göre, bazı mikroorganizmaların ECM'si yalnızca oksalik asit veya diğer basit asitlerin varlığında jel oluşturur. ECM, antibiyotik direncinden tıkanmış borulara ve tıbbi cihazların kontaminasyonuna kadar her şeyde önemli bir rol oynadığından, mikroorganizmaların yapışkan jel tabakalarını nasıl manipüle ettiklerini anlamak, günlük yaşamımız için geniş kapsamlı sonuçlar doğurmaktadır.

Massachusetts Amherst Üniversitesi'nde mikrobiyoloji profesörü ve makalenin kıdemli yazarı Barry Goodell, "Mikrobiyal hücre dışı matrislere her zaman ilgi duymuşumdur," dedi. "İnsanlar genellikle hücre dışı matrisi, mikroorganizmaları koruyan inert bir koruyucu dış katman olarak düşünürler. Ancak aynı zamanda mikrobiyal hücrelere besin ve enzimlerin giriş ve çıkışı için bir kanal görevi de görebilir."
Bu kaplama çeşitli işlevlere sahiptir: yapışkanlığı sayesinde tek tek mikroorganizmalar bir araya gelerek koloniler veya "biyofilmler" oluşturabilir ve yeterli sayıda mikroorganizma bunu yaptığında boruları tıkayabilir veya tıbbi ekipmanları kirletebilir.
Ancak kabuğun aynı zamanda geçirgen olması da gerekir: birçok mikroorganizma, yemek veya enfekte etmek istedikleri materyale (çürümüş odun veya omurgalı dokusu gibi) çeşitli enzimler ve diğer metabolitler salgılar ve enzimler işlerini tamamladıktan sonra sindirim görevi – besinleri ECM yoluyla geri döndürmek – gerçekleşir.
Bu, hücre dışı matrisin sadece inert bir koruyucu tabaka olmadığı anlamına gelir; aslında, Goodell ve meslektaşlarının gösterdiği gibi, mikroorganizmalar hücre dışı matrislerinin viskozitesini ve dolayısıyla geçirgenliğini kontrol etme yeteneğine sahip gibi görünmektedir. Bunu nasıl yapıyorlar?
Mantarlarda salgılanan maddenin, birçok bitkide doğal olarak bulunan yaygın bir organik asit olan oksalik asit olduğu görülmektedir ve Goodell ve meslektaşlarının keşfettiği gibi, birçok mikroorganizma salgıladıkları oksalik asidi, yapışkan bir madde, jel benzeri bir hücre dışı matris (ECM) oluşturmak için karbonhidratların dış katmanlarına bağlanmak için kullanmaktadır.
Ancak ekip daha yakından incelediğinde, oksalik asidin sadece ECM üretiminde yardımcı olmakla kalmayıp aynı zamanda onu "düzenlediğini" keşfetti: mikroplar karbonhidrat-asit karışımına ne kadar çok oksalik asit eklerse, ECM o kadar viskoz hale geliyordu. ECM ne kadar viskoz hale gelirse, büyük moleküllerin mikrobun içine veya dışına girmesini o kadar çok engellerken, daha küçük moleküller çevreden mikrobun içine ve tersine serbestçe girebiliyordu.
Bu keşif, mantarlar ve bakteriler tarafından salınan farklı bileşik türlerinin bu mikroorganizmalardan çevreye nasıl geçtiğine dair geleneksel bilimsel anlayışı sorguluyor. Goodell ve meslektaşları, bazı durumlarda mikroorganizmaların hayatta kalmak veya enfekte olmak için bağımlı oldukları matris veya dokuya saldırmak için çok küçük moleküllerin salgılanmasına daha fazla güvenmek zorunda kalabileceğini öne sürdüler. Bu, daha büyük enzimler mikrobiyal hücre dışı matristen geçemediğinde, küçük moleküllerin salgılanmasının patogenezde de büyük rol oynayabileceği anlamına gelir.
Goodell, “Görünüşe göre bir orta yol var,” dedi, “mikroorganizmalar belirli bir ortama uyum sağlamak için asitlik seviyelerini kontrol edebiliyor, enzimler gibi daha büyük moleküllerin bir kısmını tutarken, daha küçük moleküllerin ECM'den kolayca geçmesine izin veriyorlar. Oksalik asit ile ECM'nin modülasyonu, mikroorganizmaların kendilerini antimikrobiyallerden ve antibiyotiklerden korumalarının bir yolu olabilir, çünkü bu ilaçların çoğu çok büyük moleküllerden oluşmaktadır. Bu özelleştirme yeteneği, antimikrobiyal tedavideki en büyük engellerden birinin üstesinden gelmenin anahtarı olabilir, çünkü ECM'yi daha geçirgen hale getirmek antibiyotiklerin ve antimikrobiyallerin etkinliğini artırabilir.”

Goodell, "Eğer belirli mikroplarda oksalat gibi küçük asitlerin biyosentezini ve salgılanmasını kontrol edebilirsek, mikropların içine giren maddeleri de kontrol edebiliriz; bu da birçok mikrobiyal hastalığı daha iyi tedavi etmemizi sağlayabilir" dedi.
Aralık 2022'de mikrobiyolog Yasu Morita, tüberküloz için yeni ve daha etkili tedaviler geliştirmeyi amaçlayan araştırmaları desteklemek üzere Ulusal Sağlık Enstitülerinden bir hibe aldı.

Daha fazla bilgi almak isterseniz lütfen bana e-posta gönderin.
E-posta:
info@pulisichem.cn
Tel:
+86-533-3149598