真菌同細菌嘅黏性外層,叫做「細胞外基質」或者 ECM ,有啫喱嘅稠度,並且起到保護層同外殼嘅作用。但根據麻省阿姆赫斯特大學同勞斯特理工學院合作喺《 iScience 》期刊上進行嘅一項最近嘅研究,部分微生物嘅 ECM 只有喺草酸或者其他簡單酸嘅存在下先會形成凝膠。由於 ECM 喺由抗生素耐藥性到管道堵塞同醫療器材污染嘅所有方面都起到重要作用,所以了解微生物點樣操縱佢哋嘅黏性凝膠層對我哋嘅日常生活有廣泛嘅影響。

馬薩諸塞大學阿默斯特分校微生物學教授、論文嘅資深作者 Barry Goodell 話:「我一直對微生物 ECM 有興趣。」 「人哋成日覺得 ECM 係一個惰性嘅保護外層,可以保護微生物。但係佢亦都可以作為微生物細胞入出嘅營養同酶嘅管道。」
呢種塗層有幾個功能:佢嘅黏性意味住個別微生物可以聚集埋一齊形成菌落或者「生物膜」,而當有足夠嘅微生物咁做嘅時候,佢會塞住管道或者污染醫療設備。
但係外殼亦都要透水:好多微生物會透過 ECM 分泌出各種酶同其他代謝物,放入佢哋想食或者感染嘅物質(例如爛木或者脊椎動物組織),然後,一旦酶完成咗佢哋嘅工作,消化嘅任務就會透過 ECM 將營養物質返返去。
咁即係話 ECM 唔單止係一個惰性嘅保護層;事實上,正如 Goodell 同同事所證明,微生物似乎有能力控制佢哋嘅 ECM 嘅粘度,因此控制佢嘅渗透性。佢哋點樣做?
喺真菌入面,分泌物似乎係草酸,呢種常見嘅有機酸會喺好多植物中天然存在,正如 Goodell 同佢嘅同事發現嘅,好多微生物似乎會用佢哋分泌嘅草酸嚟同碳水化合物嘅外層結合。形成一種黏性物質。 ,啫喱狀嘅 ECM 。
但係當團隊仔細睇嗰陣,佢哋發現草酸唔單止有助產生 ECM ,仲可以「調節」佢:微生物加入碳水化合物 - 酸混合物嘅草酸越多, ECM 就會變得越粘稠。 ECM 變得越粘,就越阻止大分子進入或者離開微生物,而較小嘅分子就可以自由噉由環境進入微生物,反之亦然。
呢個發現挑戰咗傳統科學對真菌同細菌釋放嘅唔同類型化合物係點樣由呢啲微生物進入環境嘅傳統理解。 Goodell 同同事建議,喺某啲情況下,微生物可能要更加依賴非常細嘅分子嘅分泌,去攻擊微生物生存或者感染嘅基質或組織。咁即係話,如果較大嘅酶唔能夠穿過微生物細胞外基質,小分子嘅分泌亦都可能喺發病機制中發揮好大嘅作用。
Goodell 話:「似乎有一個中間位置,微生物可以控制酸度水平嚟適應特定環境,保留一啲較大嘅分子,例如酶,同時令較小嘅分子容易穿過 ECM 。正正係呢種定制能力可能係克服抗菌療法其中一個主要障礙嘅關鍵,因為操縱 ECM 令佢更加滲透可以提高抗生素同抗菌藥物嘅效果。

Goodell 話:「如果我哋可以控制某啲微生物嘅小酸,例如草酸鹽嘅生物合成同分泌,噉我哋亦都可以控制微生物入面嘅嘢,噉樣可以令我哋更好噉治療好多微生物疾病。」
喺2022年12月,微生物學家森田康獲得咗美國國立衛生研究院嘅資助,用嚟支持最終旨在開發新嘅、更有效嘅結核治療方法嘅研究。
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發佈時間:2023年11月29日