16:40 2023-01-26
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
Mai mult la E. coli decât se vede: laboratorul descoperă dovezi de multicelularitate în organismul cu o singură celulă
_ Mai mult la E. coli decât se vede: laboratorul descoperă dovezi de multicelularitate în organismul cu o singură celulă
Cercetătorii de la Departamentul de Inginerie Biomedicală Wallace H. Coulter de la Georgia Tech și Emory University au descoperit ceva nou într-una dintre cele mai studiate organisme de pe Pământ, iar descoperirile lor ar putea avea un impact asupra tratamentului și prevenirii bolilor bacteriene devastatoare.
Escherichia coli, sau E. coli, are o reputație proastă și din motive întemeiate. Acest grup divers de bacterii care trăiesc în intestinele noastre sunt în mare parte inofensive și joacă un rol important în susținerea unui sistem digestiv sănătos. Dar unele E. coli se numără printre cele mai virulente microorganisme care cauzează boli.
E. coli patogenă are o taxă mortală și costisitoare asupra umanității, costând miliarde de dolari pentru a trata și ucigând milioane de oameni din întreaga lume fiecare. an. Este responsabil pentru boli diareice, peritonită, colită, boli respiratorii și pneumonie și alte boli și este cauza principală în 80% din infecțiile tractului urinar, care sunt cea mai frecventă infecție bacteriană.
În consecință, cercetătorii au fost dornici să învețe tot ce pot despre E. coli în ultimul secol sau cam așa ceva. Ei l-au sondat din toate unghiurile, l-au sintetizat, l-au cercetat în măsura în care, cred mulți oameni, nu mai sunt multe de învățat.
„Este probabil cel mai bine studiat și cel mai bine înțeles organismul din lume. planetă”, a spus Kyle Allison, profesor asistent la Departamentul Coulter. „Și, așadar, există o tendință în rândul microbiologilor, în special în ultimii 20 de ani sau cam asa ceva, să se concentreze mai mult pe alți microbi.”
Dar Allison și colegii săi au analizat mai atent E. coli și lor. cercetarea oferă noi perspective și ridică noi întrebări despre acest organism unicelular predominant. În primul rând, se pare că E. coli nu este întotdeauna unicelulară. Echipa de cercetare a explicat totul în studiul lor, „Dovezi ale unui posibil ciclu de viață multicelular în Escherichia coli”, publicat în jurnalul iScience.
„Am identificat unele lucruri care nu au mai fost văzute până acum în bacterii”, a spus Allison, al cărui laborator bazat pe Emory studiază îndeaproape bacteriile individuale pentru a înțelege mai bine rezistența la antibiotice și biofilmele multicelulare. Cu Allison au colaborat doi membri ai laboratorului său, cercetătorul absolvent Devina Puri, care a fost autorul principal, și cercetătorul postdoctoral Xin Fang.
În natură, bacteriile trăiesc în comunități numite biofilme, care sunt grupuri de microbi încapsulate. într-o matrice de slime auto-realizată, auto-susținută și atașată la multe tipuri de suprafețe umede. Sunt peste tot în jurul nostru și în interiorul nostru. Exemplele obișnuite, de zi cu zi, de biofilme includ placa dentară și reziduurile de iaz.
Ele pot crește pe țesutul vegetal și animal, precum interiorul tractului nostru digestiv și pot provoca infecții grave. În plus, bacteriile care trăiesc în interiorul matricei de protecție a unui biofilm sunt mai puțin susceptibile de a fi afectate de antibiotice.
„Știm că biofilmele sunt importante din punct de vedere clinic, în special în ceea ce privește infecția”, a spus Allison, care a menționat că aproximativ 80% din toate infecțiile bacteriene au o componentă de biofilm. „Și aproape orice bacterie care a fost studiată vreodată le poate produce.”
Pentru acest studiu, echipa lui Allison a dezvoltat dispozitive care au combinat microfluidică și plăcuțe de agaroză (care sunt folosite pentru imagistica cu celule vii) și au folosit microscopia automată pentru a urmări și înregistrează morfogeneza în E. coli.
Au descoperit ceva nou — un proces de auto-asamblare multicelulară în E. coli. Cercetătorii au observat organisme neatașate, unicelulare, combinându-se în rozete cu patru celule, o formațiune multicelulară naturală considerată a fi neobișnuită în bacterii.
„Rozetele sunt destul de semnificative în organismele superioare, cum ar fi mamiferele, deoarece inițiază procesele de dezvoltare. precum embriogeneza”, a spus Allison.
Ei au observat că rozetele de E. coli cresc în lanțuri de lățime constantă, care continuă să crească timp de 10 generații înainte de a se atașa de o suprafață și de a crea un biofilm. Ei au văzut și au înregistrat procese bacteriene care nu fuseseră niciodată văzute sau înregistrate înainte.
„Ceea ce vedem aici este că bacteriile poate nu sunt ceea ce le-am considerat noi în trecut”, a spus Allison. . „Bănuiala mea este că ceea ce am găsit este mult mai comun decât știam.”
Ceea ce au învățat despre diversitatea E. coli și biofilmele are implicații pentru biologia sintetică, tratamentul și prevenirea bolilor bacteriene, și înțelegerea noastră a dezvoltării multicelulare. De exemplu, Allison poate vedea că studiul laboratorului său este util ca un plan pentru alte domenii de cercetare – ingineria biofilmului, de exemplu, care valorifică utilizările benefice ale comunităților microbiene, rezultând biofilme programabile.
„Pe bază de ceea ce am învățat, probabil cea mai eficientă abordare a ingineriei biofilmului este de a lăsa organismele să facă ceea ce doresc să facă”, a spus Allison. „Apoi, pentru ultima etapă, ideea ar fi să-l programați astfel încât să facă ceea ce aveți nevoie pentru a face: să creați o moleculă pentru dezvoltarea unui medicament, să exprimați o enzimă care să ajute la degradarea unei bioplastice sau ceva dăunător pentru mediu. Munca noastră oferă câteva dovezi clare despre cum să procedați.”
Comentarii:
Adauga Comentariu