این مقاله مطابق با رویه‌ها و سیاست‌های ویراستاری Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن تضمین صحت محتوا، بر ویژگی‌های زیر تأکید کرده‌اند:
لایه بیرونی چسبنده قارچ‌ها و باکتری‌ها، که «ماتریکس خارج سلولی» یا ECM نامیده می‌شود، قوام ژله‌ای دارد و به عنوان یک لایه و پوسته محافظ عمل می‌کند. اما طبق مطالعه‌ای که اخیراً در مجله iScience منتشر شده و توسط دانشگاه ماساچوست امهرست با همکاری موسسه پلی‌تکنیک ووستر انجام شده است، ECM برخی از میکروارگانیسم‌ها فقط در حضور اسید اگزالیک یا سایر اسیدهای ساده، ژل تشکیل می‌دهد. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
از آنجا که ECM نقش مهمی در همه چیز، از مقاومت آنتی‌بیوتیکی گرفته تا گرفتگی لوله‌ها و آلودگی دستگاه‌های پزشکی، ایفا می‌کند، درک چگونگی دستکاری لایه‌های ژل چسبنده توسط میکروارگانیسم‌ها، پیامدهای گسترده‌ای برای زندگی روزمره ما دارد.
بری گودل، استاد میکروبیولوژی در دانشگاه ماساچوست امهرست و نویسنده ارشد این مقاله، گفت: «من همیشه به ECM های میکروبی علاقه داشته‌ام. مردم اغلب ECM را به عنوان یک لایه بیرونی محافظ بی‌اثر که از میکروارگانیسم‌ها محافظت می‌کند، در نظر می‌گیرند. اما ECM همچنین می‌تواند به عنوان مجرایی عمل کند که به مواد مغذی و آنزیم‌ها اجازه می‌دهد به داخل و خارج سلول‌های میکروبی حرکت کنند.»
این پوشش چندین کارکرد دارد: چسبندگی آن به این معنی است که میکروارگانیسم‌های منفرد می‌توانند به هم بچسبند و کلونی یا «بیوفیلم» تشکیل دهند، و وقتی میکروارگانیسم‌ها به تعداد کافی این کار را انجام دهند، می‌توانند لوله‌ها را مسدود کنند یا تجهیزات پزشکی را آلوده کنند.
اما پوسته نیز باید نفوذپذیر باشد. بسیاری از میکروارگانیسم‌ها آنزیم‌های مختلف و سایر متابولیت‌ها را از طریق ECM به ماده‌ای که می‌خواهند بخورند یا آلوده کنند (مانند چوب پوسیده یا بافت مهره‌داران) ترشح می‌کنند و سپس، هنگامی که آنزیم‌ها کار هضم خود را به پایان رساندند، مواد مغذی را از طریق ECM منتقل می‌کنند. این ترکیب دوباره به بدن جذب می‌شود. ماتریکس خارج سلولی.
این بدان معناست که ECM فقط یک لایه محافظ بی‌اثر نیست؛ در واقع، همانطور که گودل و همکارانش نشان داده‌اند، به نظر می‌رسد میکروارگانیسم‌ها توانایی کنترل چسبندگی ECM و در نتیجه نفوذپذیری آن را دارند. آنها چگونه این کار را انجام می‌دهند؟ عکس از: بی. گودل
در قارچ‌ها، به نظر می‌رسد که این ترشح، اسید اگزالیک باشد، یک اسید آلی رایج که به طور طبیعی در بسیاری از گیاهان یافت می‌شود. همانطور که گودل و همکارانش کشف کردند، به نظر می‌رسد بسیاری از میکروب‌ها از اسید اگزالیکی که ترشح می‌کنند برای اتصال به لایه بیرونی کربوهیدرات‌ها استفاده می‌کنند و یک ECM چسبنده و ژل مانند تشکیل می‌دهند.
اما وقتی تیم دقیق‌تر بررسی کرد، کشف کرد که اسید اگزالیک نه تنها به تولید ECM کمک می‌کند، بلکه آن را «تنظیم» نیز می‌کند: هرچه میکروب‌ها اسید اگزالیک بیشتری به مخلوط کربوهیدرات-اسید اضافه می‌کردند، ECM چسبناک‌تر می‌شد. هرچه ECM چسبناک‌تر می‌شد، بیشتر مانع ورود یا خروج مولکول‌های بزرگ به میکروب می‌شد، در حالی که مولکول‌های کوچک‌تر آزاد می‌ماندند تا از محیط وارد میکروب شوند و برعکس.
این کشف، درک علمی سنتی از چگونگی ورود انواع مختلف ترکیبات آزاد شده توسط قارچ‌ها و باکتری‌ها به محیط را به چالش می‌کشد. گودل و همکارانش اظهار داشتند که در برخی موارد، میکروارگانیسم‌ها ممکن است مجبور باشند برای حمله به ماتریکس یا بافتی که میکروارگانیسم برای زنده ماندن یا آلوده شدن به آن وابسته است، بیشتر به ترشح مولکول‌های بسیار کوچک تکیه کنند.
این بدان معناست که ترشح مولکول‌های کوچک نیز ممکن است نقش بزرگی در بیماری‌زایی داشته باشد اگر آنزیم‌های بزرگتر نتوانند از ماتریکس خارج سلولی میکروبی عبور کنند.
گودل گفت: «به نظر می‌رسد یک حالت میانه وجود دارد، جایی که میکروارگانیسم‌ها می‌توانند سطح اسیدیته را برای سازگاری با یک محیط خاص کنترل کنند و برخی از مولکول‌های بزرگتر مانند آنزیم‌ها را حفظ کنند، در حالی که به مولکول‌های کوچکتر اجازه می‌دهند به راحتی از ECM عبور کنند.»
تعدیل ECM توسط اسید اگزالیک ممکن است راهی برای میکروارگانیسم‌ها باشد تا از خود در برابر داروهای ضدمیکروبی و آنتی‌بیوتیک‌ها محافظت کنند، زیرا بسیاری از این داروها از مولکول‌های بسیار بزرگی تشکیل شده‌اند. این توانایی سفارشی‌سازی است که می‌تواند کلید غلبه بر یکی از موانع اصلی در درمان ضدمیکروبی باشد، زیرا دستکاری ECM برای نفوذپذیرتر کردن آن می‌تواند اثربخشی آنتی‌بیوتیک‌ها و داروهای ضدمیکروبی را بهبود بخشد.
گودل گفت: «اگر بتوانیم بیوسنتز و ترشح اسیدهای کوچک مانند اگزالات را در میکروب‌های خاص کنترل کنیم، می‌توانیم آنچه را که وارد میکروب‌ها می‌شود نیز کنترل کنیم، که می‌تواند به ما امکان درمان بهتر بسیاری از بیماری‌های میکروبی را بدهد.»
اطلاعات بیشتر: گابریل پرز-گونزالس و همکاران، برهمکنش اگزالات‌ها با بتا-گلوکان: پیامدهایی برای ماتریکس خارج سلولی قارچی و انتقال متابولیت، iScience (2023). DOI: 10.1016/j.isci.2023.106851
اگر با غلط املایی، بی‌دقتی مواجه شدید یا می‌خواهید درخواست ویرایش محتوا را در این صفحه ارسال کنید، لطفاً از این فرم استفاده کنید. برای سوالات عمومی، لطفاً از فرم تماس ما استفاده کنید. برای بازخورد عمومی، از بخش نظرات عمومی در زیر استفاده کنید (دستورالعمل‌ها را دنبال کنید).
بازخورد شما برای ما بسیار مهم است. با این حال، به دلیل حجم بالای پیام‌ها، نمی‌توانیم پاسخ شخصی‌سازی‌شده را تضمین کنیم.
آدرس ایمیل شما فقط برای اطلاع‌رسانی به گیرندگان ایمیل استفاده می‌شود. نه آدرس شما و نه آدرس گیرنده برای هیچ هدف دیگری استفاده نخواهد شد. اطلاعاتی که وارد می‌کنید در ایمیل شما نمایش داده می‌شود و به هیچ وجه توسط Phys.org ذخیره نخواهد شد.
به‌روزرسانی‌های هفتگی و/یا روزانه را در صندوق ورودی خود دریافت کنید. می‌توانید در هر زمان اشتراک خود را لغو کنید و ما هرگز اطلاعات شما را با اشخاص ثالث به اشتراک نمی‌گذاریم.
ما محتوای خود را برای همه قابل دسترسی می‌کنیم. حمایت از ماموریت Science X را با یک حساب کاربری ویژه در نظر بگیرید.
این وب‌سایت از کوکی‌ها برای تسهیل پیمایش، تجزیه و تحلیل استفاده شما از خدمات ما، جمع‌آوری داده‌های شخصی‌سازی تبلیغات و ارائه محتوا از اشخاص ثالث استفاده می‌کند. با استفاده از وب‌سایت ما، شما تأیید می‌کنید که سیاست حفظ حریم خصوصی و شرایط استفاده ما را خوانده و متوجه شده‌اید.