Как бактерии образуют мембранные везикулы

Corynebacterium glutamicum. Предоставлено: Университет Цукубы.

Исследователи из Университета Цукубы выявили новый механизм, с помощью которого бактерии образуют мембранные везикулы, которые бактерии используют для общения друг с другом или защиты от антибиотиков. Изучая бактерии, содержащие миколиновую кислоту (MCB), к которым также относятся бактерии, вызывающие туберкулез, исследователи продемонстрировали, что стимулы окружающей среды определяют путь, по которому MCB образуют мембранные везикулы. Кроме того, их наблюдения были согласованы между различными MCB. Это исследование имеет значение для разработки вакцин, а также новых методов лечения.

Бактерии обладают способностью образовывать мембранные везикулы, чтобы общаться друг с другом, а также защищаться от антибиотиков. В новом исследовании исследователи из Университета Цукуба обнаружили новый механизм, с помощью которого миколиновая кислота бактерии, особая группа бактерий с особым типом клеточной мембраны, образуют мембранные везикулы.

Бактерии традиционно классифицируются на основе состава их клеточных оболочек. Например, микробиологи используют окрашивание по Граму, чтобы различать бактерии с толстой (грамположительной) или тонкой (грамотрицательной) клеточной стенкой. Хотя бактериальные мембраны в основном действуют как защитные барьеры, они также могут образовывать выступы, чтобы образовывать мембранные везикулы с различными биологическими функциями. Например, мембранные везикулы могут содержать различные биомолекулы, такие как ДНК, которые могут передаваться между бактериями и придавать новые способности бактериям. клетки. Также было показано, что мембранные везикулы являются важным средством защиты бактерий от антибиотиков и фагов (вирусов, заражающих бактерии). Недавние исследования показали, что бактерии по-разному образуют мембранные везикулы, которые, в свою очередь, образуют разные типы мембранных везикул. В то время как эти исследования в основном изучали биогенез мембранных везикул у грамотрицательных и грамположительных бактерий, механизм мембранного везикул образование миколиновых кислот, содержащих бактерии (MCB), таких как Mycobacteria tuberculosis, которые вызывают туберкулез, остается неизвестным.

«Бактерии, содержащие миколиновую кислоту, представляют собой очень интересную группу бактерий из-за их сложной клеточной структуры», – говорит автор исследования доктор Тошики Нагакубо. «Целью нашего исследования было понять, как эти клетки образуют мембранные везикулы».

Чтобы достичь своей цели, исследователи спросили, как условия окружающей среды влияют на образование мембранных везикул. Они подвергли MCB Corynebacterium glutamicum двум различным типам стресса: повреждению ДНК и стрессу оболочки, то есть вмешательству в клеточную стенку или синтез клеточной мембраны. Используя электронная микроскопия, визуализации живых клеток со сверхвысоким разрешением и различных биохимических аналитических инструментов исследователи обнаружили, что в условиях повреждения ДНК MCB образуют мембранные везикулы с более разнообразной морфологией, чем в нормальных условиях, демонстрируя, как бактерии адаптируются и реагируют на окружающую среду. Они также показали, что повреждение ДНК вызывает образование мембранных везикул в значительной степени через гибель клеток. Напротив, воздействие на бактерии стресса оболочки из-за дефицита пенициллина или биотина приводило к образованию мембранных пузырьков за счет мембранных пузырей. Интересно, что эти различные пути образования мембранных везикул были похожи в других MCB, демонстрируя, как сложная клеточная структура MCB определяет типы мембрана везикулы могут образовываться этой группой бактерий.

“Это поразительные результаты, которые позволяют понять механизмы, с помощью которых одноклеточные организмы, а именно бактерии, образуют различные типы мембранные везикулы. Эти результаты могут быть полезны для разработки новых лекарств или вакцин », – говорит автор исследования, доцент Масанори Тойофуку.


Исследователи прорывают стену в исследованиях бактериальных мембранных пузырьков


Больше информации:
iScience, DOI: 10.1016 / j.isci.2020.102015

Предоставлено
Университет Цукуба

Цитирование: Не так просто, как мы думали: как бактерии образуют мембранные везикулы (2021, 14 января), получено 14 января 2021 года из https://phys.org/news/2021-01-simple-ought-bacteria-membrane-vesicles.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, воспроизведение какой-либо части без письменного разрешения запрещено. Контент предоставляется только в информационных целях.

Leave a Comment