Forskare från University of California, Berkeley har gjort en banbrytande upptäckt som belyser hur bakterier känner av sina miljöer och reagerar därefter. Forskningen, publicerad i den berömda vetenskapliga tidskriften Nature, avslöjar en sofistikerad mekanism som används av bakterier för att uppfatta yttre signaler och anpassa deras beteende.

Viktiga resultat:

1. Tvåkomponents regulatoriska system:

I hjärtat av upptäckten ligger en typ av signaltransduktionsväg känd som tvåkomponents regulatoriska system (TCS). TCS:er tillåter bakterier att övervaka och reagera på olika miljösignaler, inklusive tillgång till näringsämnen, temperaturförändringar och förekomsten av skadliga ämnen.

2. Ny avkänningsmekanism:

Traditionellt trodde man att TCS bestod av två komponenter:ett membranbundet sensorprotein och en cytoplasmatisk responsregulator. Men Berkeley-teamet identifierade en ny typ av TCS som har en ytterligare regulatorisk domän inom själva sensorproteinet. Denna domän, hänvisad till som den "periplasmatiska regulatoriska domänen" (PRD), spelar en avgörande roll för att modulera signalvägen.

3. Anpassning och svar:

Närvaron av PRD tillåter bakterier att finjustera sina svar baserat på styrkan hos en extern signal. När signalen är stark interagerar PRD med den cytoplasmatiska domänen av sensorproteinet och förbättrar dess signaleringsaktivitet. Omvänt, när signalen är svag, hämmar PRD signalering, vilket säkerställer ett lämpligt svar på miljöförhållandena.

4. Utbredd förekomst:

Forskargruppen upptäckte också att de PRD-innehållande TCS är vanliga i olika bakteriearter, vilket tyder på deras avgörande roll i bakteriell anpassning. Dessa TCS finns i bakterier som sträcker sig från vanliga Escherichia coli till sjukdomsalstrande patogener som Pseudomonas aeruginosa.

Betydelse och konsekvenser:

Upptäckten av denna nya avkänningsmekanism i bakterier har betydande implikationer för att förstå mikrobiell anpassning och beteende. Genom att få en djupare insikt i hur bakterier uppfattar och reagerar på sin omgivning, kan forskare öppna nya vägar för att utveckla strategier för att kontrollera och rikta in sig på patogena bakterier, vilket bidrar till framsteg inom medicin och folkhälsa.

Till exempel, genom att manipulera de PRD-innehållande TCS, kan forskare potentiellt störa bakteriers förmåga att känna av specifika miljösignaler, vilket gör dem mindre skadliga eller till och med icke-patogena. Detta kan leda till utvecklingen av innovativa antimikrobiella terapier och förebyggande åtgärder mot bakterieinfektioner.

Sammantaget utökar denna banbrytande upptäckt vår kunskap om bakteriella avkänningsmekanismer och erbjuder lovande vägar för framtida forskning och tillämpningar för att bekämpa bakteriella sjukdomar och främja människors välbefinnande.