Mikroskopiebild eines lebenden E. coli-Bakteriums. UCL
Ein Team von Forschern des University College London hat das schärfste Bild aller Zeiten von lebenden Bakterien aufgenommen. Die bahnbrechende Studie hat die komplexe Architektur der Schutzschicht enthüllt, die viele Bakterien bedeckt und sie mit Medikamenten schwerer zu zerstören macht und Auswirkungen auf Resistenzen haben könntegegen Antibiotika.
Die Ergebnisse, veröffentlicht in der Proceedings of the National Academy of Sciences, weisen darauf hin, dass gramnegative Bakterien, die eine schützende äußere Schicht haben, stärkere und schwächere Regionen auf ihrer Oberfläche haben können. Dies ist von Bedeutung, da die dicke äußere Schicht gramnegativer Bakterien einige Medikamente und Antibiotika daran hindert, in die Zelle einzudringen.
Die Forscher haben herausgefunden, dass ihre schützende äußere Membran Netzwerke aus Proteinbausteinen enthält, die mit Flecken durchsetzt sind, die sie nicht zu enthalten scheinen – stattdessen sind sie reich an Molekülen mit Zuckerketten Glykolipiden, die helfen, die äußere Membran zu erhaltenfest.
„Indem wir lebende Bakterien von der molekularen bis zur zellulären Ebene untersuchen, können wir sehen, wie Membranproteine ein Netzwerk bilden, das die gesamte Oberfläche der Bakterien umfasst und kleine Lücken für Patches lässt, die kein Protein enthalten“, erklärt der korrespondierende Autor Professor Bart Hoogenboom atUCL und UCL Physik & Astronomie, in einer Pressemitteilung. "Dies deutet darauf hin, dass die Barriere möglicherweise nicht gleich schwer zu durchbrechen oder über das ganze Bakterium zu dehnen ist, sondern stärkere und schwächere Stellen aufweisen kann, die auch von Antibiotika angegriffen werden können."
Um einen guten Einblick in lebende Bakterien zu bekommen
Um diese Architektur besser zu verstehen, fuhren die Forscher mit einer winzigen Nadel über lebende Escherichia coli E. coli-Bakterien und „fühlten“ ihre allgemeine Struktur. Da die Spitze der Nadel nur wenige Nanometer breit ist, war es möglich,siehe molekulare Strukturen an der Bakterienoberfläche.
Die resultierenden Bilder zeigen, dass die gesamte äußere Membran der Bakterien mit kleinen Poren verstopft ist, die von Proteinen erzeugt werden, die das Eindringen von Nährstoffen ermöglichen, während sie das Eindringen anderer blockieren. Obwohl die äußere Membran bekanntermaßen eine große Anzahl von Proteinen enthält, ist ihr gepackter und unbeweglicher Charakterwar überraschend gekommen, und so konnten die Forscher die große Anzahl von Bereichen aufdecken, die anscheinend keine Proteine enthalten.
Auf der Grundlage dieser Ergebnisse glauben die Forscher, dass sie erklären könnten, wie Bakterien eine dicht gepackte, schützende Barriere aufrechterhalten und gleichzeitig ein schnelles Wachstum ermöglichen können. Mit weiteren Forschungen könnte dieses "schärfste" Bild den Weg ebnen, um unser Verständnis zu erweiternvon Bakterien undNeue Wege zur Bekämpfung von Antibiotikaresistenzen finden.