เพื่อสร้างโคโลนีที่ยืดหยุ่นได้ แบคทีเรียจะปรับแต่งสารทั่วไปที่พบในเซลล์อย่างน่าประหลาดใจ
การเติมเซลลูโลสทางชีวเคมีที่ผลิตโดยE. coliและแบคเว็บสล็อตออนไลน์ทีเรียสายพันธุ์อื่นๆ ช่วยให้พวกมันสร้างอาณานิคมที่ทนทานต่อการหยุดชะงักนักวิจัยรายงานในวารสาร Science 19 มกราคม อาณานิคมของจุลินทรีย์เหล่านี้เรียกว่าไบโอฟิล์มสามารถก่อตัวบนอุปกรณ์ทางการแพทย์หรือภายในร่างกาย นำไปสู่การติดเชื้อที่รักษายากและสามารถต้านทานยาปฏิชีวนะได้ การค้นหาวิธีทำให้ฟิล์มเหล่านี้อ่อนตัวลงโดยการเปลี่ยนเซลลูโลสของแบคทีเรียอาจนำไปสู่การรักษาแบบใหม่
เซลลูโลสเป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติที่มีมากที่สุดในโลก
ทำให้คื่นฉ่ายเป็นเส้นๆ และผนังเซลล์ของพืชแข็งกระด้าง โครงสร้างพื้นฐานของสารนั้นเรียบง่าย: สำเนาน้ำตาลกลูโคสจำนวนหนึ่ง ซึ่งจำนวนที่แน่นอนอาจแตกต่างกันไป ร้อยเรียงเข้าด้วยกันเหมือนลูกปัดบนเชือก
แม้ว่าพอลิเมอร์จะสัมพันธ์กับพืชได้ดีที่สุด แบคทีเรียบางชนิดก็สร้างเซลลูโลสได้เช่นกัน จุลินทรีย์หลั่งออกมาและใช้เพื่อสร้างโครงรอบเซลล์ที่รองรับการเจริญเติบโตของแผ่นชีวะ ในไบโอฟิล์ม เซลลูโลสเปรียบเสมือน “ปูนที่ยึดอิฐทั้งหมดเข้าด้วยกัน” ผู้เขียนร่วมการศึกษา Lynette Cegelski นักชีววิทยาเคมีแห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าว
สร้างดีกว่า
ภาพทั้งสองนี้แสดงไบโอฟิล์มเหนียวที่ประกอบด้วยแบคทีเรียอีโคไล โดยปกติแล้ว E. coliจะหลั่งเซลลูโลสเวอร์ชันดัดแปลงที่ช่วยสร้างโครงสร้างที่ทอแน่น (ซ้าย) หากไม่มีการดัดแปลงเซลลูโลส ไบโอฟิล์มก็จะไม่มีความสำคัญ (ขวา)
ว. ทองสมบูรณ์ET AL / SCIENCE 2018
เมื่อ Cegelski และเพื่อนร่วมงานของเธอใช้เทคนิคที่เรียกว่านิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโทรสโกปีเพื่อวิเคราะห์ไบโอฟิล์มรอบๆ ตัวอย่างของE. coliนักวิจัยรู้สึกประหลาดใจ เซลลูโลสที่เกิดจากแบคทีเรียแตกต่างจากเซลลูโลสที่ผลิตโดยพืช
แทนที่จะเป็นเพียงหน่วยของกลูโคส เซลลูโลสจากแบคทีเรียก็มีอวัยวะที่ประกอบด้วยไนโตรเจนและฟอสฟอรัส การทดลองแสดงให้เห็นว่าส่วนเสริมของ E. coliส่งผลต่อวิธีที่แบคทีเรียก่อตัวเป็นอาณานิคม โดยปกติ เซลลูโลสของแบคทีเรียจะหมุนเป็นเส้นเอ็นยาวพร้อมกับเส้นใยโปรตีนที่มีความเหนียวชนิดต่างๆ จะก่อตัวเป็นโครงสร้างคล้ายตะกร้าที่บรรจุแบคทีเรียแต่ละตัวและมัดเข้าด้วยกันเป็นใยยืดหยุ่น แต่เมื่อนักวิจัยดัดแปลงพันธุกรรมแบคทีเรียเพื่อผลิตเซลลูโลสที่ไม่ผ่านการดัดแปลง เซลลูโลสก็สร้างเส้นใยที่สั้นลง นั่นทำให้เมทริกซ์ไบโอฟิล์มอ่อนแอลง ฟิล์มที่ได้ยังมีความทนทานต่อจุลินทรีย์ที่ผลิตเอนไซม์ที่ทำลายเซลลูโลสน้อยลง
การศึกษาอื่น ๆ ได้ศึกษาเกี่ยวกับแบคทีเรียเซลลูโลสมาก่อน แต่ไม่มีใครรู้ว่ามันถูกดัดแปลง นั่นเป็นเพราะวิธีการที่ใช้กันทั่วไปในการตรวจสอบแผ่นชีวะเกี่ยวข้องกับการละลายวัสดุในกรดในขั้นตอนเดียวของกระบวนการ ซึ่งจะทำลายการดัดแปลงนี้
การศึกษาครั้งใหม่นี้ยังชี้ให้เห็นถึงบทบาทของยีนที่นักวิจัยรู้ว่ามีส่วนเกี่ยวข้องกับการผลิตเซลลูโลสในแบคทีเรีย แต่ไม่แน่ใจว่าจะทำอย่างไร ยีนนี้ให้คำแนะนำเกี่ยวกับเอ็นไซม์ที่ยึดส่วนต่อกับสายโซ่กลูโคสหลังจากที่มันถูกสร้างขึ้น เปลี่ยนแปลงเซลลูโลสก่อนที่มันจะออกจากเซลล์ การกำหนดเป้าหมายยีนหรือเอนไซม์ที่รับผิดชอบในการปรับเปลี่ยนนี้อาจเป็นวิธีที่จะทำให้แผ่นชีวะอ่อนแอลงได้ Cegelski กล่าว
กระบวนการที่แบคทีเรียสร้างเซลลูโลสและหลั่งออกมาเพื่อสร้างแผ่นชีวะนั้นค่อนข้างซับซ้อนอยู่แล้ว โดยควบคุมโดยยีนต่างๆ มากกว่าหนึ่งโหลที่ทำงานร่วมกัน Jean-Marc Ghigo นักพันธุศาสตร์จุลินทรีย์จาก Institut Pasteur ในปารีส ผู้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษากล่าวว่าการเพิ่มเอ็นไซม์ที่สามารถ “แอบเข้าไปในกลไกนี้” และยึดติดกับส่วนต่อขยายได้ทำให้เรื่องราวซับซ้อนยิ่งขึ้น “ฉันว่ามันก็ดีนะ”
แบคทีเรียชนิดอื่นๆ เช่นซั ลโมเน ลลา ยังผลิตเซลลูโลสดัดแปลง เซเกลสกี้ และทีมงานของเธอค้นพบ เธอวางแผนที่จะทำการสำรวจแบคทีเรียในวงกว้างเพื่อดูว่ามีการแพร่กระจายไปมากเพียงใดสล็อตออนไลน์
