Bakterien benutzen “taktil”, um auf der Oberfläche zu navigieren

Bildnachweis: Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

Bakterien, die viele Krankheiten verursachen, wie Pseudomonas aeruginosa, kriechen durch eine gangähnliche Beweglichkeit, die als “Krämpfe” bekannt ist, auf der Oberfläche. Nanometer breite Filamente, genannt Typ IV-Pilus, sind dafür bekannt, Anfälle zu fördern, aber Wissenschaftler ignorieren, welche sensorischen Signale die Bewegung von Mikroorganismen regulieren.

Derzeit haben EPFL-Forscher entdeckt, dass Pseudomonas aeruginosa einen ähnlichen Mechanismus wie wir verwendet. Taktiles Navigieren auf der Oberfläche. „Diese Studie verändert unsere Denkweise über die bakterielle Motilität“, sagt Senior-Autor Alexandre Persat, Assistenzprofessor für Tenuretrack am Department of Life Sciences der EPFL.

Wissenschaftler wissen, dass sich menschliche und andere tierische Zellen an härteren oder lockereren Oberflächen orientieren können, aber Bakterien steuern ihre Bewegungen auf Basis mechanischer Kräfte. Es sei unklar, ob dies möglich sei, sagt Persat. Dies liegt daran, dass sich die meisten Studien auf die Identifizierung der Mechanismen konzentrieren, die Bakterien dazu bringen, in Richtung Nahrung und andere Chemikalien zu schwimmen. Dies ist ein Phänomen, das als Chemotaxis bekannt ist.

Stattdessen konzentriert sich die Forschung im Persat-Labor darauf, wie Bakterien mechanische Kräfte wahrnehmen und darauf reagieren. Frühere Studien haben gezeigt, dass Pseudomonas pili wie eine Harpune funktioniert. Wasseroberfläche, Die Pili aktivieren einen molekularen Motor, der das Filament zurückzieht und die Zelle vorwärts treibt.

Um zu verstehen, was den Pili-Motor abstimmt, haben Forscher und ihre Mitarbeiter der Persat-Gruppe an der University of California in San Francisco gelernt, wie sich einzelne Pseudomonas aeruginosa auf Oberflächen wie dem Boden von Versuchsschalen bewegen. Ich habe nachgeschaut. Das Team analysierte Bakterien, denen verschiedene Komponenten des Chp-Systems fehlten, weil sie vermuteten, dass ein Netzwerk von Proteinen, das sogenannte Chp-System, Anfälle regulierte. Einige dieser Mutanten konnten sich nicht bewegen, weil sie sich immer weiter hin und her verkrampften. Andere haben sich immer vorwärts bewegt, auch wenn sie auf Hindernisse stoßen.

Verwendung von Bakterien

Bildnachweis: Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

Durch die Kombination fluoreszierender Markierungen mit mikroskopischen Techniken, die dabei helfen, einzelne Pili in lebenden Zellen zu beobachten, haben Forscher herausgefunden, dass ein Botenprotein die Pili aktiviert und Zellen voranbringt, während ein anderes Protein die Bildung von Pili auf der Vorderseite der Pili hemmt. Zelle bewegen. Zwei widersprüchliche Botenstoffe können nicht an derselben Stelle in der Zelle gefunden werden. „Aktivatoren sind an der Vorderseite lokalisiert, wo Zellen die Oberfläche mit Pili ertasten, und Inhibitoren sind überall sonst lokalisiert“, sagte Marco Khun, Co-Leitautor der Studie.

Forscher haben herausgefunden, dass der Hemmstoff das Bakterium stoppen und umkehren kann, wenn ein Bakterium auf ein Hindernis trifft, beispielsweise auf eine andere Zelle. “Dies ist die Zelle “Navigieren Sie basierend auf dem, was Sie vor sich fühlen, wie eine blinde Person mit einem weißen Stock”, sagt Persat. Die Fähigkeit, die Umgebung wahrzunehmen, ist nützlich, wenn sich Bakterien als Gruppe bewegen. In die gleiche Richtung vorwärts kriechen.

Umfrageergebnisse veröffentlicht in PNAS, Klären Sie, wie Bakterien funktionieren und einen erheblichen Einfluss auf die menschliche Gesundheit haben können. Pseudomonas aeruginosa ist ein opportunistischer Erreger, der häufig im Boden vorkommt und eine der Hauptursachen für nosokomiale Infektionen ist. Pseudomonas-Agglomerate bilden sich meist auf der Oberfläche von Kathetern, Atmungsorganen etc. und sind sehr beständig gegen Desinfektionsmittel und antibakterielle Mittel.

Darüber hinaus reguliert Pseudomonas Fimbria laut einer früheren Studie der Persat Group die Toxinsekretion. Aus diesem Grund kann ein besseres Verständnis des „taktilen Empfindens“ von Mikroorganismen helfen, neue therapeutische Strategien zu entwickeln, sagt Persat.

Als nächstes wollen die Forscher klären, wie Bakterien mechanische Reize in zelluläre Reaktionen umwandeln, sagt Lorenzo Tara, Co-Leiter der Forschung. „Wir wollen den molekularen Mechanismus dahinter verstehen. [bacteria‘s] Taktil. ”


Bakterielle Migration ist wie menschliche Migration


Für mehr Informationen:
Marco J. Khun und andere, Mechanotaxis leitete die krampfhafte Bewegung von Pseudomonas aeruginosa, Protokolle der Nationalen Akademie der Wissenschaften (2021). DOI: 10.1073 / pnas.2101759118

Zur Verfügung gestellt von
Ecole Polytechnic Federal de Lausanne

Zitieren: Bakterienoberfläche mit „tactile“ (23. Juli 2021) erhalten von https://phys.org/news/2021-07-bacteria-surfaces.html am 24. Juli 2021 Navigate

Dieses Dokument unterliegt dem Urheberrecht. Kein Teil darf ohne schriftliche Genehmigung reproduziert werden, außer für faire Transaktionen zu persönlichen Untersuchungs- oder Forschungszwecken. Die Inhalte werden nur zu Informationszwecken bereitgestellt.

Das Pixel 6 hat möglicherweise den besten Vorbestellbonus, den Sie je gesehen haben Whitepaper helfen, Datenmüll zu löschen Engineering-Updates Indiens Amazon Prime-Mitgliedspreis wird „sehr bald“ um bis zu 50 % angehoben. Sparen Sie 95 US-Dollar bei dieser massiven Backup-Batterie Heute möchte Asana ein Unternehmen mit neuen Workflow-Funktionen sein Neueste Technologienachrichten

    Das Pixel 6 hat möglicherweise den besten Vorbestellbonus, den Sie je gesehen haben Whitepaper helfen, Datenmüll zu löschen Engineering-Updates Indiens Amazon Prime-Mitgliedspreis wird „sehr bald“ um bis zu 50 % angehoben. Sparen Sie 95 US-Dollar bei dieser massiven Backup-Batterie Heute möchte Asana ein Unternehmen mit neuen Workflow-Funktionen sein

Leave a Comment