Oto najostrzejsze zdjęcie żywej bakterii w historii. Odkrycie może wpłynąć na skuteczność antybiotyków26.10.2021

Dzięki uzyskanemu obrazowi udało się stwierdzić, że zewnętrzna błona E.coli jest wypełniona mikroskopijnymi otworami utworzonymi przez białka, które umożliwiają wnikanie składników odżywczych. 

Zespół, w którego składzie znaleźli się naukowcy z National Physical Laboratory, King's College London, Uniwersytetu Oksfordzkiego i Uniwersytetu Princeton, wziął pod lupę żywe bakterie pałeczki okrężnicy, czyli Escherichia coli. W organizmie człowieka wchodzą one w skład flory bakteryjnej jelita grubego: przyczyniają się do produkcji witaminy B i K, a także uczestniczą w rozkładzie pokarmu. Jednocześnie potrafią wykazywać chorobotwórczość, bywając odpowiedzialne za zakażenia pooperacyjne, sepsę oraz zapalenia układu moczowego. 

E.coli, podobnie jak przecinkowiec cholery, Helicobacter pylori czy krętek blady, należy do grupy bakterii Gram-ujemnych. Posiadają one zewnętrzną błonę komórkową, której bliższe poznanie jest kluczowe do opracowywania receptury skuteczniejszych antybiotyków.

– Stanowi ona doskonałą barierę dla leków, będąc ważnym czynnikiem w uodparnianiu się bakterii. Jej specyfika pozostaje jednak stosunkowo niejasna, dlatego zdecydowaliśmy się zbadać ją tak szczegółowo – mówi w oficjalnym komunikacie prof. Bart Hoogenboom. – Badając żywe bakterie od skali molekularnej do komórkowej, możemy prześledzić sieć, która obejmuje ich całą powierzchnię, pozostawiając małe szczeliny dla łat niezawierających białek. To sugeruje, że mogą mieć silniejsze, ale i słabsze miejsca, w które mogłyby być skierowane antybiotyki – dodaje. 

Naukowcy przejechali mikroskopijną igłą po grupie E.coli. Ze względu na to, że jej końcówka miała szerokość jedynie kilku mikrometrów, umożliwiło to wizualizację molekularnych struktur bakterii. Najostrzejszy w historii obraz tego typu potwierdził, że zawiera ona mikroskopijne otwory utworzone przez białka, przez które wnikają składniki odżywcze. Ciekawszym znaleziskiem były jednak łaty powstałe z glikolipidów: organicznych związków chemicznych zawierających fragmenty cukrowe. Odnotowano również obecność rejonów, które pojawiały się w błonach odwróconych do wewnątrz. Defekty te sprawiły, że bakterie w testach były bardziej podatne na działanie bacytracyny. To antybiotyk stosowany w zakażeniach skóry, błon śluzowych oraz przy gronkowcowym zapaleniem jelit. 

Ze szczegółowym wynikiem badań zespołu można zapoznać się na łamach specjalistycznego periodyku „Proceedings of the National Academy of Sciences".