به گزارش
جام‌جم آنلاین به نقل از ساینس الرت، همیشه چیز‌های بیشتری برای کشف و درک وجود دارد. در علم، هر چه به سوالات بیشتری پاسخ دهید، بیشتر متوجه می‌شوید که باید پرسیده شود. در همین راستا، محققان میکروسکوپ‌های پرقدرت خود را به سطح پوسته محافظ باکتری‌ها برده‌اند و اعماق نحوه سازمان‌دهی این غشاء را بررسی کرده‌اند و جزئیات بیشتری را نسبت به گذشته در مورد عملکرد این دیواره محافظ به دست آورده‌اند.
باکتری‌های گرم منفی مانند اشریشیا کلی دارای غشای بیرونی هستند تا اندام‌های درونی خود را در جای خود نگه دارند و از آن‌ها در برابر همهمه زندگی باکتری‌ها محافظت کنند. این غشا‌ها مجموعه‌ای شگفت‌انگیز از ابزارها، از جمله پروتئین‌های غشای بیرونی و سمومی مانند لیپوپلی‌ساکارید‌هایی دارند که در سطح غشا قرار گرفته‌اند.
اما وقتی با این ساختار آشنا می‌شوید، سؤالات بیشتری مطرح می‌شود؛ چگونه این همه جزئیات با هم هماهنگ می‌شود؟ نسبت مولکول‌های سطحی به غشاء در کل باکتری چقدر است؟ این جایی است که تحقیقات جدید وارد می‌شود.
بارت هوگنبوم، بیوفیزیکدان و نویسنده ارشد دانشگاه کالج لندن توضیح می‌دهد: «غشای بیرونی یک سد بزرگ در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها است و عامل مهمی در مقاوم‌سازی باکتری‌های عفونی در برابر درمان‌های پزشکی است. با این حال، نحوه کنار هم قرار گرفتن این مانع نسبتاً نامشخص است، به همین دلیل است که ما تصمیم گرفتیم آن را با چنین جزئیات بررسی کنیم.»
وی می‌افزاید: «با مطالعه باکتری‌های زنده از مقیاس مولکولی تا سلولی، می‌توانیم ببینیم که چگونه پروتئین‌های غشایی شبکه‌ای را تشکیل می‌دهند که کل سطح باکتری را می‌پوشاند و شکاف‌های کوچکی برای تکه‌هایی که حاوی پروتئین نیستند باقی می‌گذارند.»
محققان برای این کار از یک میکروسکوپ نیروی اتمی استفاده کردند، که میکروسکوپی است که به طور مداوم به سطح غشاء ضربه‌های کوچکی می‌زند تا مشخص کند شکل آن چگونه است. عملکرد این میکروسکوپ کمی شبیه خواندن خط بریل است، که در آن لیزر به جای نوک انگشتان پستی و بلندی‌های سطح را لمس می‌کند.
سپس این تیم تصویری شگفت‌انگیز از غشای باکتریایی تولید کردند و معتقدند که این تصویر واضح‌ترین تصویر از باکتری‌های زنده تاکنون است که چگالی پروتئین‌های غشای بیرونی را در سراسر سطح غشا نشان می‌دهد.
همانطور که در تصویر بالا می‌بینید، تعداد زیادی سوراخ ریز در سراسر سطح وجود دارد. این تونل‌های پروتئینی در لابه‌لای غشای باکتری به مولکول‌ها اجازه عبور و مرور می‌دهند. در همین حال، بخش‌های کوچک سطح صاف لیپوپلی‌ساکارید‌ها هستند که می‌توانند با رشد سلول منبسط شوند.
محققان در مقاله‌ای که منتشر کرده‌اند بیان کرده‌اند: «ما به این نتیجه رسیدیم که غشای خارجی موزاییکی از مناطق غنی از لیپوپلی‌ساکارید و غشای خارجی غنی از پروتئین است که حفظ آن برای یکپارچگی غشا و در نتیجه برای سبک زندگی یک باکتری گرم منفی ضروری است.»
البته، دانشمندان فقط برای سرگرمی یا جذابیت تصاویر به دست آمده با میکروسکوپ‌های بزرگ به باکتری‌ها خیره نمی‌شوند، دلایل خوبی برای نیاز ما به این سطح از درک دقیق وجود دارد.
جورجینا بن، محقق اصلی این پژوهش و بیوشیمیدان توضیح می‌دهد: «در تصویر کتاب‌های مرجع از غشای خارجی باکتری، پروتئین‌هایی را نشان می‌دهد که به‌طور نامنظم روی غشاء توزیع شده‌اند و به خوبی با سایر اجزای سازنده غشاء مخلوط شده‌اند. تصاویر ما نشان می‌دهند که اینطور نیست؛ تکه‌های لیپیدی از شبکه‌های غنی از پروتئین همان طور که روغن از آب جدا می‌شود، جدا شده‌اند. در برخی موارد در زره باکتری‌ها شکاف ایجاد می‌کنند.»
وی افزود: «این روش جدید برای نگاه کردن به غشای خارجی به این معنی است که اکنون می‌توانیم بررسی کنیم که آیا و چگونه در چنین نظمی برای عملکرد غشاء، یکپارچگی و مقاومت در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها نقش دارد.»
این تیم در ادامه تحقیقاتش بررسی خواهد کرد که چگونه می‌توانیم از این دانش جدید برای غلبه بر مقاومت ضد میکروبی در باکتری‌های گرم منفی مانند اشریشیا کولی استفاده کنیم.
نتایج این تحقیق درنشریه معتبر PNAS منتشر شده است.
