Bagaimana bakteri merasakan kematian di sekitar mereka dan bersiap untuk pertempuran
Bakteri mendeteksi fragmen dinding sel sebagai sinyal bahaya dan membentuk biofilm pelindung, strategi kelangsungan hidup yang terlihat di seluruh jenis dan relevan untuk memerangi infeksi.
Peneliti Universitas Basel telah menemukan bahwa bakteri dapat merasakan ancaman terlebih dahulu melalui sinyal bahaya umum. Bakteri mendeteksi ketika sel di dekatnya sekarat dan secara proaktif membentuk biofilm pelindung. Memahami bagaimana bakteri berkomunikasi dan merespons ancaman sangat penting untuk memerangi infeksi.
Bakteri terus -menerus terlibat dalam perjuangan untuk bertahan hidup, menghadapi ancaman dari sel kekebalan, antibiotik, atau fag – virus yang hanya menginfeksi bakteri. Selama evolusi, bakteri telah mengembangkan banyak strategi untuk melindungi diri dari bahaya seperti itu. Tetapi bagaimana bakteri merasakan potensi ancaman di lingkungan mereka dan memulai langkah -langkah perlindungan?
Sinyal Bahaya: Fragmen Dinding Sel
Dalam studi terbaru mereka, para peneliti yang dipimpin oleh Prof. Knut Drescher di Biozentrum, University of Basel, telah menemukan bahwa fragmen dinding sel bakteri, yang disebut peptidoglikan, berfungsi sebagai sinyal alarm yang menunjukkan bahaya di lingkungan.
“Molekul -molekul ini bertindak sebagai sinyal bahaya umum yang diakui tidak hanya oleh conscifics tetapi juga oleh bakteri spesies yang berbeda,” kata Drescher “Peptidoglycans dilepaskan ketika bakteri dibunuh oleh fag atau antibiotik.”
Mekanisme Pelindung: Pembentukan Biofilm
Bakteri merespons sinyal bahaya ini dengan menghasilkan molekul pensinyalan kecil yang dikenal sebagai C-di-GMP, yang memicu pembentukan biofilm. Biofilm bersifat kompleks, struktur tiga dimensi bakteri hidup yang tertanam dalam matriks berlendir.
“Di dalam Vibrio choleraepatogen penyebab kolera, bahkan paparan singkat terhadap fragmen dinding sel memicu pembentukan biofilm, ”jelas Sanika Vaidya, penulis pertama penelitian ini. Dalam biofilm, bakteri dilindungi dari serangan oleh fag, sel kekebalan, dan antibiotik.
Strategi Kelangsungan Hidup: Peringatan Cross-Spesies
Para peneliti mengamati perilaku ini tidak hanya dalam patogen kolera tetapi juga pada patogen resisten multi-obat lainnya, seringkali seperti multi-obat seperti Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Staphylococcus aureusDan Enterococcus faecalis.
Fakta bahwa bakteri lintas spesies merespons sinyal bahaya yang sama menunjukkan strategi kelangsungan hidup universal. “Menariknya, sel -sel kekebalan manusia juga mengenali fragmen peptidoglikan sebagai sinyal infeksi,” menekankan Drescher. “Ini menyoroti paralel yang mengejutkan antara mekanisme bakteri dan pertahanan manusia.”
Relevansi klinis: mencegah biofilm
Strategi kelangsungan hidup universal ini dapat menjelaskan mengapa biofilm memainkan peran penting dalam berbagai lingkungan – dari ekosistem alami hingga infeksi manusia.
Namun, penelitian ini menimbulkan pertanyaan baru: Apakah fragmen dinding sel mengaktifkan mekanisme perlindungan tambahan di luar pembentukan biofilm? Dan bagaimana wawasan baru ini dapat diterapkan untuk secara lebih efektif memerangi patogen pembentuk biofilm?
Referensi: “Bakteri menggunakan peptidoglikan eksogen sebagai sinyal bahaya untuk memicu pembentukan biofilm” oleh Sanika Vaidya, Dibya Saha, Daniel Kh Rode, Gabriel Torrens, Mads F. Hansen, Praveen K. Göttig, Felipe Cava dan Knut Drescher, 3 Januari 2025, Mikrobiologi Alam.
Doi: 10.1038/s41564-024-01886-5
