Artikel ini telah ditinjau sesuai dengan prosedur dan kebijakan editorial Science X. Para editor telah menekankan kualitas-kualitas berikut sambil memastikan integritas konten:
Lapisan luar jamur dan bakteri yang lengket, yang disebut "matriks ekstraseluler" atau ECM, memiliki konsistensi seperti agar-agar dan bertindak sebagai lapisan pelindung dan cangkang. Namun, menurut sebuah studi terbaru yang diterbitkan dalam jurnal iScience, yang dilakukan oleh Universitas Massachusetts Amherst bekerja sama dengan Worcester Polytechnic Institute, ECM beberapa mikroorganisme hanya membentuk gel dengan adanya asam oksalat atau asam sederhana lainnya. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Karena ECM memainkan peran penting dalam segala hal, mulai dari resistensi antibiotik hingga penyumbatan pipa dan kontaminasi perangkat medis, memahami bagaimana mikroorganisme memanipulasi lapisan gel lengketnya memiliki implikasi luas bagi kehidupan kita sehari-hari.
“Saya selalu tertarik pada ECM mikroba,” kata Barry Goodell, profesor mikrobiologi di Universitas Massachusetts Amherst dan penulis senior makalah tersebut. “Orang sering menganggap ECM sebagai lapisan luar pelindung yang inert yang melindungi mikroorganisme. Tetapi ECM juga dapat bertindak sebagai saluran yang memungkinkan nutrisi dan enzim untuk bergerak masuk dan keluar dari sel mikroba.”
Lapisan tersebut memiliki beberapa fungsi: sifat lengketnya memungkinkan mikroorganisme individual untuk menggumpal membentuk koloni atau "biofilm", dan ketika cukup banyak mikroorganisme melakukan hal ini, dapat menyumbat pipa atau mencemari peralatan medis.
Namun cangkang tersebut juga harus permeabel. Banyak mikroorganisme mengeluarkan berbagai enzim dan metabolit lainnya melalui ECM ke dalam material yang ingin mereka makan atau infeksi (seperti kayu yang membusuk atau jaringan vertebrata), dan kemudian, ketika enzim menyelesaikan pekerjaan pencernaannya, memindahkan nutrisi melalui ECM. Senyawa tersebut diserap kembali ke dalam tubuh. matriks ekstraseluler.
Ini berarti bahwa ECM bukan hanya lapisan pelindung yang inert; Faktanya, seperti yang ditunjukkan oleh Goodell dan rekan-rekannya, mikroorganisme tampaknya memiliki kemampuan untuk mengontrol daya rekat ECM mereka dan karenanya permeabilitasnya. Bagaimana mereka melakukannya? Kredit foto: B. Goodell
Pada jamur, sekresi tersebut tampaknya berupa asam oksalat, asam organik umum yang ditemukan secara alami di banyak tumbuhan. Seperti yang ditemukan Goodell dan rekan-rekannya, banyak mikroba tampaknya menggunakan asam oksalat yang mereka sekresikan untuk mengikat lapisan luar karbohidrat, membentuk ECM yang lengket dan seperti gel.
Namun, ketika tim tersebut meneliti lebih lanjut, mereka menemukan bahwa asam oksalat tidak hanya membantu memproduksi ECM, tetapi juga "mengaturnya": semakin banyak asam oksalat yang ditambahkan mikroba ke dalam campuran karbohidrat-asam, semakin kental ECM tersebut. Semakin kental ECM, semakin banyak molekul besar yang terhalang untuk masuk atau keluar dari mikroba, sementara molekul yang lebih kecil tetap bebas masuk ke dalam mikroba dari lingkungan dan sebaliknya.
Penemuan ini menantang pemahaman ilmiah tradisional tentang bagaimana berbagai jenis senyawa yang dilepaskan oleh jamur dan bakteri sebenarnya masuk dari mikroorganisme ini ke lingkungan. Goodell dan rekan-rekannya menyarankan bahwa dalam beberapa kasus, mikroorganisme mungkin harus lebih bergantung pada sekresi molekul yang sangat kecil untuk menyerang matriks atau jaringan tempat mikroorganisme tersebut bergantung untuk bertahan hidup atau terinfeksi.
Ini berarti bahwa sekresi molekul kecil juga dapat memainkan peran besar dalam patogenesis jika enzim yang lebih besar tidak dapat melewati matriks ekstraseluler mikroba.
“Tampaknya ada jalan tengah,” kata Goodell, “di mana mikroorganisme dapat mengontrol tingkat keasaman untuk beradaptasi dengan lingkungan tertentu, mempertahankan beberapa molekul yang lebih besar, seperti enzim, sementara memungkinkan molekul yang lebih kecil untuk dengan mudah melewati ECM.”
Modulasi matriks ekstraseluler (ECM) oleh asam oksalat mungkin merupakan cara bagi mikroorganisme untuk melindungi diri dari antimikroba dan antibiotik, karena banyak obat-obatan ini terdiri dari molekul yang sangat besar. Kemampuan kustomisasi inilah yang dapat menjadi kunci untuk mengatasi salah satu hambatan utama dalam terapi antimikroba, karena memanipulasi ECM agar lebih permeabel dapat meningkatkan efektivitas antibiotik dan antimikroba.
“Jika kita dapat mengendalikan biosintesis dan sekresi asam kecil seperti oksalat pada mikroba tertentu, kita juga dapat mengendalikan apa yang masuk ke dalam mikroba tersebut, yang dapat memungkinkan kita untuk mengobati banyak penyakit mikroba dengan lebih baik,” kata Goodell.
Informasi lebih lanjut: Gabriel Perez-Gonzalez dkk., Interaksi oksalat dengan beta-glukan: implikasi terhadap matriks ekstraseluler jamur dan transportasi metabolit, iScience (2023). DOI: 10.1016/j.isci.2023.106851
Jika Anda menemukan kesalahan ketik, ketidakakuratan, atau ingin mengajukan permintaan untuk mengedit konten di halaman ini, silakan gunakan formulir ini. Untuk pertanyaan umum, silakan gunakan formulir kontak kami. Untuk umpan balik umum, gunakan bagian komentar publik di bawah ini (ikuti petunjuknya).
Masukan Anda sangat penting bagi kami. Namun, karena banyaknya pesan yang masuk, kami tidak dapat menjamin respons yang dipersonalisasi.
Alamat email Anda hanya digunakan untuk memberi tahu penerima siapa pengirim email tersebut. Baik alamat Anda maupun alamat penerima tidak akan digunakan untuk tujuan lain apa pun. Informasi yang Anda masukkan akan muncul di email Anda dan tidak akan disimpan oleh Phys.org dalam bentuk apa pun.
Dapatkan pembaruan mingguan dan/atau harian di kotak masuk Anda. Anda dapat berhenti berlangganan kapan saja dan kami tidak akan pernah membagikan detail Anda kepada pihak ketiga.
Kami membuat konten kami dapat diakses oleh semua orang. Pertimbangkan untuk mendukung misi Science X dengan akun premium.
Situs web ini menggunakan cookie untuk mempermudah navigasi, menganalisis penggunaan layanan kami, mengumpulkan data personalisasi iklan, dan menyediakan konten dari pihak ketiga. Dengan menggunakan situs web kami, Anda mengakui bahwa Anda telah membaca dan memahami Kebijakan Privasi dan Syarat Penggunaan kami.