การบิดตัวของโมเลกุลที่น่าแปลกใจเผยให้เห็นว่าวัสดุเส้นใยแตกต่างจากที่พบในพืชอย่างไร
ในการสร้างโคโลนีที่ยืดหยุ่นได้ แบคทีเรียจะปรับแต่งสารทั่วไปที่พบในเซลล์อย่างน่าประหลาดใจ
นักวิจัยรายงานใน วารสาร Science 19 มกราคมเว็บสล็อตแท้ว่าการเติมเซลลูโลสทางชีวเคมีที่ผลิตโดยE. coliและแบคทีเรียสายพันธุ์อื่นๆ ช่วยให้พวกมันสร้างอาณานิคมที่ทนทานต่อการหยุดชะงัก อาณานิคมของจุลินทรีย์เหล่านี้เรียกว่าไบโอฟิล์ม สามารถก่อตัวบนอุปกรณ์ทางการแพทย์หรือภายในร่างกาย นำไปสู่การติดเชื้อที่รักษายากและสามารถต้านทานยาปฏิชีวนะได้ การค้นหาวิธีทำให้ฟิล์มเหล่านี้อ่อนตัวลงโดยการเปลี่ยนเซลลูโลสของแบคทีเรียอาจนำไปสู่การรักษาแบบใหม่
เซลลูโลสเป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติที่มีมากที่สุดในโลก ทำให้คื่นฉ่ายเป็นเส้นๆ และผนังเซลล์ของพืชแข็งกระด้าง โครงสร้างพื้นฐานของสารนั้นง่าย: สำเนาน้ำตาลกลูโคสจำนวนหนึ่ง ซึ่งจำนวนที่แน่นอนอาจแตกต่างกันไป ร้อยเรียงเข้าด้วยกันเหมือนลูกปัดบนเชือก
แม้ว่าพอลิเมอร์จะสัมพันธ์กับพืชได้ดีที่สุด แบคทีเรียบางชนิดก็สร้างเซลลูโลสได้เช่นกัน จุลินทรีย์หลั่งออกมาและใช้เพื่อสร้างโครงรอบเซลล์ที่รองรับการเจริญเติบโตของแผ่นชีวะ ในไบโอฟิล์ม เซลลูโลสเปรียบเสมือน “ปูนที่ยึดอิฐทั้งหมดเข้าด้วยกัน” ผู้เขียนร่วมการศึกษา Lynette Cegelski นักชีววิทยาเคมีแห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าว
เมื่อ Cegelski และเพื่อนร่วมงานของเธอใช้เทคนิคที่เรียกว่านิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโทรสโกปีเพื่อวิเคราะห์ไบโอฟิล์มรอบๆ ตัวอย่างของE. coliนักวิจัยก็ต้องประหลาดใจ เซลลูโลสที่เกิดจากแบคทีเรียแตกต่างจากเซลลูโลสที่ผลิตโดยพืช
แทนที่จะเป็นเพียงหน่วยของกลูโคส เซลลูโลสจากแบคทีเรียก็มีอวัยวะที่ประกอบด้วยไนโตรเจนและฟอสฟอรัส การทดลองแสดงให้เห็นว่าส่วนเสริมของ E. coliส่งผลต่อวิธีที่แบคทีเรียก่อตัวเป็นอาณานิคม โดยปกติ เซลลูโลสของแบคทีเรียจะหมุนเป็นเส้นเอ็นยาวที่ร่วมกับเส้นใยโปรตีนที่มีความเหนียวชนิดต่างๆ จะก่อตัวเป็นโครงสร้างคล้ายตะกร้าที่บรรจุแบคทีเรียแต่ละตัวและมัดเข้าด้วยกันเป็นใยยืดหยุ่น แต่เมื่อนักวิจัยดัดแปลงพันธุกรรมแบคทีเรียเพื่อผลิตเซลลูโลสที่ไม่ผ่านการดัดแปลง เซลลูโลสก็สร้างเส้นใยที่สั้นกว่า นั่นทำให้เมทริกซ์ไบโอฟิล์มอ่อนแอลง ฟิล์มที่ได้ยังมีความทนทานต่อจุลินทรีย์ที่ผลิตเอนไซม์ที่ทำลายเซลลูโลสน้อยลง
การศึกษาอื่น ๆ ได้ศึกษาเกี่ยวกับเซลลูโลสของแบคทีเรียมาก่อน
แต่ไม่มีใครรู้ว่ามันถูกดัดแปลง นั่นเป็นเพราะวิธีการที่ใช้กันทั่วไปในการตรวจสอบแผ่นชีวะเกี่ยวข้องกับการละลายวัสดุในกรดในขั้นตอนเดียวของกระบวนการ ซึ่งจะทำลายการดัดแปลงนี้
การศึกษาครั้งใหม่นี้ยังชี้ให้เห็นถึงบทบาทของยีนที่นักวิจัยรู้ว่ามีส่วนเกี่ยวข้องกับการผลิตเซลลูโลสในแบคทีเรียด้วย แต่ก็ไม่แน่ใจว่าจะทำอย่างไร ยีนนี้ให้คำแนะนำเกี่ยวกับเอ็นไซม์ที่ยึดส่วนต่อกับสายโซ่กลูโคสหลังจากที่มันถูกสร้างขึ้น เปลี่ยนแปลงเซลลูโลสก่อนที่มันจะออกจากเซลล์ Cegelski กล่าวว่าการกำหนดเป้าหมายยีนหรือเอนไซม์ที่รับผิดชอบในการปรับเปลี่ยนนี้อาจเป็นวิธีที่ทำให้แผ่นชีวะอ่อนแอลงได้ในที่สุด
กระบวนการที่แบคทีเรียสร้างเซลลูโลสและหลั่งออกมาเพื่อสร้างแผ่นชีวะนั้นค่อนข้างซับซ้อนอยู่แล้ว โดยควบคุมโดยยีนต่างๆ มากกว่าหนึ่งโหลที่ทำงานร่วมกัน Jean-Marc Ghigo นักพันธุศาสตร์จุลินทรีย์จาก Institut Pasteur ในปารีส ผู้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษากล่าวว่า การเพิ่มเอ็นไซม์ที่สามารถ “แอบเข้าไปในกลไกนี้” และยึดติดกับส่วนต่อขยายได้ทำให้เรื่องราวซับซ้อนยิ่งขึ้น “ฉันว่ามันก็ดีนะ”
แบคทีเรียสายพันธุ์อื่นๆ เช่นซั ลโมเน ลลา ยังผลิตเซลลูโลสดัดแปลง เซเกลสกี้ และทีมงานของเธอค้นพบ เธอวางแผนที่จะทำการสำรวจแบคทีเรียในวงกว้างเพื่อดูว่ามีการแพร่กระจายไปมากเพียงใด
ยิ่งไปกว่านั้น ผู้ที่เป็น โรค H. pyloriในท้องยังมีความเสี่ยงที่จะเป็นโรคหอบหืดในวัยเด็กน้อยลง ( SN: 8/16/08, p. 9 ) และการแพ้ และการหายตัวไปของสิ่งมีชีวิตก็อาจเพิ่มให้เกิดภาวะเหล่านี้ขึ้นได้
สิ่งเหล่านี้เป็นผลที่ตามมาของการกำจัดความคลั่งไคล้ของจุลินทรีย์เพียงตัวเดียว การรักษาที่รบกวนจุลชีพจำนวนมากอาจมีผลที่ตามมาในวงกว้างมากยิ่งขึ้น ผลการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร April Antimicrobial Agents and Chemotherapyพบว่ายาปฏิชีวนะเปลี่ยนแปลงระดับร้อยละ 87 ของสารประกอบที่ทำในลำไส้ของหนูโดยแบคทีเรียและโฮสต์ของเมาส์ กระบวนการทางชีววิทยาหลายอย่างที่มีความสำคัญต่อสุขภาพของมนุษย์ได้รับผลกระทบเช่นกัน รวมถึงการผลิตเกลือน้ำดีและฮอร์โมนสเตียรอยด์
Blaser และคนอื่นๆ หวังว่าในขณะที่ผู้คนตระหนักมากขึ้นถึงความสำคัญของแบคทีเรียที่มีต่อความเป็นอยู่ที่ดีของมนุษย์ การบำบัดที่อ่อนโยนกว่าอาจกำจัดคนเลวออกไป แต่ยังคงรักษาความดีไว้เว็บสล็อตแท้
