Lapisan luar kulat dan bakteria yang melekit, yang dipanggil "matriks ekstraselular" atau ECM, mempunyai konsistensi jeli dan bertindak sebagai lapisan pelindung dan cangkerang. Tetapi menurut kajian terbaru dalam jurnal iScience, yang dijalankan oleh Universiti Massachusetts Amherst dengan kerjasama Institut Politeknik Worcester, ECM sesetengah mikroorganisma membentuk gel hanya dengan kehadiran asid oksalik atau asid ringkas lain. Oleh kerana ECM memainkan peranan penting dalam segala-galanya daripada rintangan antibiotik kepada paip tersumbat dan pencemaran peranti perubatan, memahami bagaimana mikroorganisma memanipulasi lapisan gel melekit mereka mempunyai implikasi yang luas untuk kehidupan seharian kita.

“Saya sentiasa berminat dengan ECM mikrob,” kata Barry Goodell, profesor mikrobiologi di Universiti Massachusetts Amherst dan penulis kanan kertas kerja tersebut. “Orang ramai sering menganggap ECM sebagai lapisan luar pelindung lengai yang melindungi mikroorganisma. Tetapi ia juga boleh berfungsi sebagai saluran untuk nutrien dan enzim masuk dan keluar dari sel mikrob.”
Salutan ini mempunyai beberapa fungsi: kelekitannya bermakna mikroorganisma individu boleh bergumpal bersama untuk membentuk koloni atau "biofilm", dan apabila mikroorganisma yang mencukupi melakukan ini, ia boleh menyumbat paip atau mencemari peralatan perubatan.
Tetapi cangkerangnya juga mesti telap: banyak mikroorganisma merembeskan pelbagai enzim dan metabolit lain melalui ECM, ke dalam bahan yang mereka ingin makan atau dijangkiti (seperti kayu reput atau tisu vertebrata), dan kemudian, setelah enzim menyelesaikan kerjanya, tugas pencernaan – mengembalikan nutrien melalui ECM.
Ini bermakna ECM bukan sekadar lapisan pelindung lengai; Malah, seperti yang ditunjukkan oleh Goodell dan rakan sekerja, mikroorganisma nampaknya mempunyai keupayaan untuk mengawal kelikatan ECM mereka dan oleh itu kebolehtelapannya. Bagaimanakah mereka melakukannya?
Dalam kulat, rembesan tersebut kelihatan seperti asid oksalik, sejenis asid organik biasa yang terdapat secara semula jadi dalam banyak tumbuhan, dan, seperti yang ditemui oleh Goodell dan rakan-rakannya, banyak mikroorganisma kelihatan menggunakan asid oksalik yang mereka rembeskan untuk mengikat lapisan luar karbohidrat, membentuk bahan melekit, ECM seperti jeli.
Tetapi apabila pasukan itu melihat lebih dekat, mereka mendapati bahawa asid oksalik bukan sahaja membantu menghasilkan ECM, tetapi juga "mengawalnya": lebih banyak asid oksalik yang ditambah oleh mikrob ke dalam campuran karbohidrat-asid, lebih likat ECM menjadi. Lebih likat ECM menjadi, lebih banyak ia menyekat molekul besar daripada memasuki atau meninggalkan mikrob, manakala molekul yang lebih kecil kekal bebas untuk memasuki mikrob dari persekitaran dan sebaliknya.
Penemuan ini mencabar pemahaman saintifik tradisional tentang bagaimana pelbagai jenis sebatian yang dilepaskan oleh kulat dan bakteria sebenarnya masuk daripada mikroorganisma ini ke dalam persekitaran. Goodell dan rakan sekerja mencadangkan bahawa dalam beberapa kes, mikroorganisma mungkin perlu lebih bergantung pada rembesan molekul yang sangat kecil untuk menyerang matriks atau tisu yang menjadi tempat mikroorganisma itu bergantung untuk terus hidup atau dijangkiti. Ini bermakna rembesan molekul kecil juga boleh memainkan peranan yang besar dalam patogenesis jika enzim yang lebih besar tidak dapat melalui matriks ekstraselular mikrob.
“Nampaknya terdapat jalan tengah,” kata Goodell, “di mana mikroorganisma boleh mengawal tahap keasidan untuk menyesuaikan diri dengan persekitaran tertentu, mengekalkan beberapa molekul yang lebih besar, seperti enzim, sambil membenarkan molekul yang lebih kecil melalui ECM dengan mudah. ​​“Modulasi ECM dengan asid oksalik mungkin merupakan cara mikroorganisma melindungi diri mereka daripada antimikrob dan antibiotik, kerana kebanyakan ubat ini terdiri daripada molekul yang sangat besar. Keupayaan penyesuaian inilah yang boleh menjadi kunci untuk mengatasi salah satu halangan utama dalam terapi antimikrob, kerana memanipulasi ECM untuk menjadikannya lebih telap boleh meningkatkan keberkesanan antibiotik dan antimikrob.”

"Jika kita dapat mengawal biosintesis dan rembesan asid kecil seperti oksalat dalam mikrob tertentu, maka kita juga dapat mengawal apa yang masuk ke dalam mikrob, yang membolehkan kita merawat banyak penyakit mikrob dengan lebih baik," kata Goodell.
Pada Disember 2022, ahli mikrobiologi Yasu Morita menerima geran daripada Institut Kesihatan Kebangsaan untuk menyokong penyelidikan yang akhirnya bertujuan untuk membangunkan rawatan baharu yang lebih berkesan untuk tuberkulosis.

Jika anda ingin mendapatkan maklumat lanjut, sila hantarkan e-mel kepada saya.
E-mel：
info@pulisichem.cn
Tel：
+86-533-3149598